GÉNÉRALITÉS SI R LES FORCES

Ci. •'«rem. — On appelle farce toute cause capable de déterminer le mouvement d'un corps ou de modifier un mouvement déjà existant.

Les forces que nous voyous intervenir dans la production des phénomènes naturels sont très-variables par leur origine. Les plus importantes sunl : les actions moléculaires , dont nous venons de dire un mot à promis des trois états de la matière; les agents physiques déjà nommés (pesanteur, chaleur, électricité, lumière), dont l’étude fait le principal objet de ce cours; l’action des moteurs animés ( l'homme, le cheval, etc. ) ; le vent et les cours d’eau qui doivent à la pesanteur leur aptitude à jouer le rôle de forces: l'élasticité des ressorts et les frottementà dont les effets se confondent avec ceux des forces moléculaires.

i:>. I !nttô de force. — Quelle que soit leur origine, les forces soûl des

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grandeurs mesurables qu'il ini|x>rtait d’évaluer numériquement. Un a choisi, comme unité de force, le poids. à Paris, d’un décimètre cube d’eau distillée prise à la température du maximumde densité ; c'est le kilogramme. Seulement on ne voit pas , au premier abord . comment il est possible de comparer à un |w >ids les intensités de forces dont la manière d'agir est si différente. Cette question a été résolue par l'emploi d’appareils fort simples : les dynamomètres.

16. Dynamomètres. — N’est-il pas évident, si deux forces agissant successivement sur un même ressort d’acier lui font subir la même llexiou. sans toutefois dépasser la limite de son élasticité, n'est-il pas évident que ces deux forces pourront être considérées comme égales en intensité Y Tel est le principe des dynamomètres. Parmi les nombreux instruments de ce genre qui sont journellement employés, nous décrirons de préférence le dynamomètre de M. Poncelet, à cause de sa grande simplicité et de son emploi fréquent pour mesurer de grands efforts. 11 a servi notamment à étudier le tirage des voitures, où l’on utilise, comme moteur, l’action musr culaire des animaux.

17. Dynamomètre de M. Poncelet. — Le dynamomètre de M. Poncelet, perfectionné par M. Morin, se compose de deux lames d’acier trempé. II, IP (fiy. 31. tout à fait semblables, disposées parallèlement l'une à l’autre, et

Kl J. a.

|Mjrtaul à leurs extrémités des nœuds d’articulation N traverses à frottement doux par des boulons que maintiennent, à l’aide d’écrous, quatre lames II nommées brides. Par ce mode d’accouplement, les lameset les brides forment, à chaque bout, une sorte de rectangle dont les côtés verticaux constitués par les nœuds d'articulation |M'uvent librement tourner autour de leur axe de figure. La llexion de chaque ressort s'opère alors séparé-

GÉNÉRALITÉS SI' Il l.KS COHI'S ET SI R LES FOREES.

nient, comme si ce ressort était seul. Veut-on mesurer l’effort exercé par un animal dans le tiraged’uue voiture? Une griffe postérieure G, reliéeà la voiture, fixe invariablement le milieu de la lame R'; la griffe antérieure G saisit le milieu de Ih laine H et se rattache par le crochet A à la corde ou à la chaîne sur laquelle agit le moteur. Un crayon K. porté par cette dernière griffe, trace une ligne droite sur une feuille de papierplacée au-dessous de lui. La longueur de celte ligue ]>emiet d’estimer la flexion totale subie par le système des deux laines, au moment oii s’exerce l’effort du moteur. Enfin, deux arrêts placés en avant de H et rattachés à lu partie fixe du dynamomètre, limitent la flexion des ressorts, afin que, dans aucun cas. il ne puisse y avoir aucune altération permanente produite dans l’état moléculaire des lames d’acier. Le calcul et l'expérience ont montré que. dnns un pareil instrument, les accroissements de flexion sont proportionnels aux accroissements de traction. Dans un des dynamomètres employés par M. Morin, à chaque augmentation de 10 kilog. dans la grandeur de l’effort, correspondait une augmentation de 1m",2.'> dans la flexion de la laine élastique. Quand le rapportée l'accroissement de la force à celui de Inflexion est ainsi connu, il devient facile de déduire dans chaque cas. de la longueur de la ligne tracée par le crayon, la valeur en kilogrammes de la force employée.

On remarquera que les lames R et IV ne sont pas prismatiques; le calcul a indiqué qu’en donnant à leurs faces externes la courbure parabolique. la résistance à la rupture était la même )x>ur tous les jioiuts de chaque lame, et qu’en outre, la flexion, pour la même force employée, était double descelle qu'auraient éprouvée des lames de même nature, ayant la même épaisseur dnns toute leur étendue.

18. l’our qu’une force soit complètement déterminée, il ne suffit pas d'évaluer son intensité, il faut connaître en outre sa direction et son point d’applicntion. Nous verrons comment ces dernières quantités peuvent être estimées, dans le cas des diverses forces dont nous avons à nous occuper ici.

19. MonTement uniforme. — Les forces servant à produire ou à modifier le mouvement des corps , donnons maintenant quelques notions précises sur les principaux mouvements que nous aurons à étudier.

Un corps est dit animé d’un mouvement uniforme lorsque, à toutes les époques de son déplacement, il parcourt des espace» (‘gaux dans des temps égaux. L’espace, toujours le même, parcouru dans l’unité de temps se nomme vitesse. En désignant cette vitesse par cet appelant e le déplacement total du mobile pendant le temps t , on aura l 'expression générale e= «/ ( 1 ) dans laquelle e est habituellement exprimé en mètres et / en secondes.

20. Mouiement vnriF. — Lorsqu’un corps parcourt des espaces inégaux dans des temps égaux, son mouvement est varié. Gela revient à dire (pie. dansée ras. la vitesse du mobile change à chaque instant. Quand