CHAPITRE II

équilibre: des liquider.

76. Conditions d’équilibre de! liquide!. — On a VU que pour qu’un corps solide demeure en équilibre, il suffit que son centre de gravité soit soutenu par un point fixe (42), toutes les autres parties du corps conservant alors le même état d’équilibre par l’effet de la cohésion qui les unit entre elles et au centre de gravité. Or, il n’en est plus ainsi dans les liquides; par suite de la grande mobilité de leurs molécules et de la facilité avec laquelle elles obéissent sans cesse à l’action de la pesanteur, ces corps tendent constamment à s’écouler et à s’étaler horizontalement, aussitôt qu’ils ne sont plus retenus par un obstacle. C’est pourquoi tout liquide ne peut demeurer en équilibre qu’autant qu’il satisfait aux trois conditions suivantes :

1° Le liquide doit être contenu dans un rase ou dans un bas-

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sin dont les parois s'opposent à son écoulement, en résistant aux pressions qu’il leur transmet.

2° Chaque molécule doit supporter en tous sens des pressions égales et contraires.

3* La surface du liquide doit être horizontale, c'est-à-dire perpendiculaire en tous ses points à la direction de la pesanteur.

Les deux premières conditions peuvent être regardées comme évidentes. Pour nous rendre compte de la troisième, observons que dans un liquide dont la surface est horizontale, toutes les molécules se soutenant les unes les autres, l’action de la pesanteur se trouve détruite, et que, par suite, il y a nécessairement équilibre. Au contraire, si la surface n’est pas horizontale, si certaines parties s’élèvent plus que d’autres, les molécules les plus hautes n’étant plus soutenues, rien ne s’oppose à ce qu’elles obéissent à l’action de la pesanteur pour descendre, et dès lors l'équilibre est impossible.

Quand nous disons que pour qu’un liquide demeure en équilibre, sa surface doit être horizontale, il importe d’observer que ce principe suppose que le liquide n’est sollicité que parla pesanteur, ce qui est le cas ordinaire. S’il est soumis à l'action d’autres forces, comme il arrive dans les phénomènes capillaires (59), où il est attiré par les parois des vases, la surface est alors inclinée de manière à être perpendiculaire à la résultante des forces qui sollicitent le liquide (fig. il et 42 ).

77. Niveau des liquides. — On dit qu’un liquide est de niveau lorsque tous les points de sa surface sont dans un même plan horizontal. Toutefois, ceci ne doit s’entendre que pour des surfaces de peu d’étendue. En effet, la direction de la verticale changeant constamment d’un lieu à un autre (38), à la surface du globe, il en est nécessairement de même pour toute surface horizontale; c’està-dire qu’un plan horizontal en un point de la surface terrestre n’est point parallèle à un second plan horizontal en un point voisin : ces deux plans sont inclinés l’un par rapport à l’autre. Par suite, on conçoit qu’une surface liquide d’une certaine étendue, à l’état d’équilibre , devant être horizontale en chacune de ses parties, ne peut présenter une seule et même surface plane, mais une

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hydrostatique.

suite de surfaces planes inclinées entre elles, d'où résulte forcément une surface courbe. Toutefois, cette courbure n’est pas appréciable pour des surfaces liquides d’une petite étendue, comme celle de l’eau contenue dans un vase; car, dans ce cas, la surfacedu liquide est encore si parfaitement nivelée qu’elle réfléchit les rayons lumineux comme le miroir plan le mieux travaillé. Pour les grandes étendues d'eau, comme les mers, la courbure est facile à constater. En effet, si la surface des mers était plane, un navire qui s’éloigne du rivage ne cesserait d’èlre visible que par l’effet de l’éloignement, et ce seraient les parties les moins apparentes, les mâts et

Fig. 50. — Rondeur des mers.

es cordages, qui disparaîtraient les premières. Or, ce n’est pas ce qu’on observe, car c’est la coque du navire qui disparaît d’abord au-dessous de l'horizon, puis la partie inferieuredes mâts, et enfin leur sommet, comme le fait voir la figure aO, ce qui démontre la courbure de la surface des mers.

78. Niveau vrai et niveau apparent. — Lorsque l’on considère une grande étendue d’eau, comme la mer Méditerranée, par exemple, on dit que sa surface est de niveau quand tous les points de cette surface sont également distants du centre de la terre. Le niveau

ainsi considéré est le niveau vrai; tandis que celui qui consiste en ce que tous les points de la surface du liquide soient dans un môme plan horizontal, est le niveau apparent , le niveau pour l’œil. Ce n’est que pour de petites surfaces liquides que le niveau vrai se confond avec le niveau apparent. Si la terre ne tournait pas sur elle-même, la surface de toutes les mers prendrait le niveau vrai; mais par l’effet delà force centrifuge qui résulte de son mouvement diurne (30), la surface est renflée vers l’équateur, et le niveau y est plus haut qu'aux pôles.