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HOM
HOMME. (Mée.) L'homme, considéré comme moteur, peut agir d’une infinité de manières différentes, mais il ne peut produire dans toutes le même effet utile, et pour tirer le plus grand parti possible de sa force, il est nécessaire de bien connaître les circonstances où son développement est accompagné de la moindre fatigue.
L'action de l’homme, comme celle des animaux, est sujette à un si grand nombre de variations, qu'il a été impossible, jusqu'ici, de la soumettre à des lois théoriques. Les recherches de Lambert sur cet objet, celles de Daniel Bernouilli et de quelques autres savans, quoique très-ingénieuses, présentent trop peu de certüitude pour servir de base à des évaluations exactes; et ce qu'il a de mieux à faire, provisoirement, c’est de se guider d’après les résultats des expériences qui offrent au moins des termes de comparaison dans les diverses espèces de travaux auxquels l’homme peut être employé.
Ayant déjà donné aux mots Cneyaz, Dynamique et Errer unie les principes admis pour l'évaluation de l'effet produit par les agens moteurs, nous aborderons immédiatement les faits, parmi lesquels ceux qui ont été observés par Coulomb tiennent encore aujourd’hui le premier rang.
D’après ce célèbre physicien, un homme sans fardeau, marchant sur un chemin horizontal, et qui n’a, ainsi , que son propre corps à mouvoir, peut parcourir 54000 mètres dans une journée de dix heures, coupées par un ou deux repas de deux à trois heures ensemble, En prenant 65 kilogrammes pour le poids moyen du corps, l'effet journalier produit, et que le même homme peut recommencer plusieurs jours de suite, est donc 65% X 54000" — 3510000!", c’est-à-dire, 3510000 kilogrammes transportés à un mètre par jour, ou 5510 unilés dynamiques. Ici il n’y a point d'effet utile de produit.
Si, au lieu de marcher sur un chemin horizontal, le même homme montait une pente douce ou un escalier commode, il ne serait plus capable de se mouvoir, comme dans le cas précédent, avec une vitesse moyenne de 1",5 par seconde, il ne pourrait en prendre une que de 0°,15; et s’il continuait cet exercice pendant plus de huit heures par jour, il serait hors d’état de le répéter les jours suivans. Ainsi, rien que la différence de marcher en montant sur un plan ineliné au lieu de marcher sur un plan horizontal, diminue l'effet de Ja force de l'homme de # ; car, dans ce cas, l'effet produit est, par seconde, 65° X 0,15 — g",55, ce qui fait, pour huit heures, 280800", ou 281 unités dynamiques; or, le rapport de 281 à 5510 est, à très-peu près, le même que celui de 1 à 12.
Dans ces deux cas, aucun effet utile, dans le sens attaché à cette expression, n’est produit, puisqu'il n'y à
Ton, ju,
HOM aucun travail effectué ; mais, si nous supposons maintenant que l’homme porte des poids sur son dos, nous pourrons comparer les produits de son travail. L’expérience prouve qu'un homme marchant en plaine, et chargé de 40 kilogrammes, peut se mouvoir avec une vitesse de 0,75 pendant une durée de sept heures par jour, ce qui donne pour la quantité d'action journalière, ou d'effet utile, 556000". S'il monte un escalier ou une pente douce, chargé de 65*, sa vitesse ne sera plus que 0",04, et il ne pourra supporter ce travail plus de six heures par jour; l'effet utile ne sera donc que de 56160!" par jour. Ainsi, dans le premier cas, l'effet utile est représenté par 756 unités dynamiques, et dans le second, seulement par 56.
Voici l’ensemble des résultats qui, d’après Navier, comportent le maximum d’effet utile dans l'emploi indiqué de la force.
1° flomme marchant sur un chemin horizontal, sans fardeau.
65 kil.
Poids moyen du corps. . . . . .
Vitesse par seconde. . . . . .
Durée du travail journalier. . . . . 10 heures.
Effet produit en unités dynamiques. 5510
2° Homme voyageant en plaine, et portant des fardeaux sur son dos.
Poids transporté, , + . , : . . "4" 4o'kil.
Vitesse par seconde. ;' à = ."."10 075
7 heures.
Durée du travail journalier. . . . .
Effet utile en unités dynamiques. .
5° Homme montant une rampe douce ou un escalier, sans fardeau.
Poids moyen du corps. . . . . . . 05 kil.
Vitesse par seconde. . . . . . . . 0",15 Durée du travail journalier. . . . . 8 heures.
Effet produit en unités dynamiques. 281
4° Homme montant une rampe douce ou un escalier, avec un poids sur son dos.
. 65 kil.
Poids transporté. . . . . . . . .
Vitesse par seconde.. . . . . . . .
Durée du travail journalier. . . . . 6 heures.
EHERULIE MORE RENE 56 unités dyn.
5° Manœuvre transportant en plaine des matériaux sur son dos, et revenant à vide chercher de nouvelles
charges.
Poids transporté. , . « « . : 65 kil.
Vitesse par seconde. : . . . JT
Durée du travail journalier. . . 6 heures.
Effet utile, , . . #02 unités dyn.
226 HOM
6° Manœuvre transportant des matériaux dans une brouette, et revenant à vide chercher de nouvelles
charges.
Poids transporté. . . . . "160 kil Vitesselparseconde:s ff. 7 0e 0-20m0 Durée du travail journalier, . . . . 10 heures.
Etiet utile een 1080 unitésdyn.
7° Manœuvre transportant des matériaux dans une petite charrette, où camion à deux roues, et revenant à vide chercher de nouvelles charges.
Poidsitransporté:; 1. {0 a .WM007kil:
Vitesse parseconde#"ne ia. on Durée du travail journalier, . 10 heures.
Etétutilee mr . + + « 190ounités dyn.
8° Manœuvre élevant des poids au moyen d’une corde passant sur une poulie, ce qui l’oblige à faire descendre la corde à vide.
Poids élevé tr ER RS
Vitesselpan seconde Lu." lon 0
Durée du travail journalier. . . . . 6 heures.
Effet utile. . . . ... . .... ,. 77 unités dyn.
9° Manœuvre élevant des poids en les soulevant avec la main.
Poidsttransponté. M 0. 0.2 iao(kill #1 & » can mn Vitesse parseconde... "Cr or ug Durée du travail journalier. , . 6 heures.
EHÉPULICRENER AR NP ER 59 unités dyn.
10° Homme agissant sur une manivelle.
Eflort constant exercé. 8 kil.
Vitesse par seconde. . . : . . . : 0,0 Durée du travail journalier. . .
- Eee, 0e MN
8 heures.
155 unilés dyn.
11° Manœuvre marchant en poussant ou tirant dans une direction horizontale.
Elort exercé. . . . . 12 kil.
8 heures.
Vitesse par seconde. . . . , Durée du travail journalier. .
EHetutule EE + 207 unités dyn.
12° Manœuyre agissant par son poids sur une roue à
chevilles où à tambour, et placé au niveau de l’axe de la roue.
Efort'exenccr se tee OO
Vitesse par seconde. 0,15
Durée du travail journalier. .
Effet utile,
8 heures.
- +. 209 unités dyn.
HOM
15° Manœuyre agissant par son poids vers le bas d’une roue à chevilles ou à tambour.
Effort exerce. 19 kil.
Vitesse par seconde. 0",7
Durée du travail journalier. . 8 heures.
Effctutile 0 CERN 00 D UNITE RENE
14° Manœuvre poussant avec les pieds une roue à chevilies.
62,5 kil.
Effont exercé. 6 CES PARENTS
Vitesse par seconde.
Durée duttravail "= SnEurES Elfebatile CO CE ONU EEE CN
Les efforts de traction que l’homme peut développer ont été très-différemment appréciés par divers auteurs. Schulze évalue à 48 ou 49 kilogrammes l'effort absolu , c'est-à-dire celui que l’homme est capable de soutenir pendant quelque temps sans prendre de vitesse. Bernouilli ne porte cet effort qu'à 34 kilogrammes; mais Guenyveau a trouvé que, lorsque la traction s'effectue au moyen de bricoles, leflort absolu peut s'élever de 50 à Go kilogrammes.
La vitesse absolue, ou la plus grande vitesse que l'homme puisse soutenir pendant quelque temps sans avoir d'autre effort à produire que celui du déplacement de son corps, est de 1",657 par seconde, d’après Schulze ; de > mètres, d’après Bernouilli; et de 2 à 5 mètres, d’après Guenyveau.
On nomme effort relatif et vitesse relative l’eflort moyen el la vitesse moyenne dont la combinaison peut produire le maximum d'effet utile.
L'effort relatif est, suivant Schulze, de 15 à 14 kilogrammes ; de 15 kilogrammes, suivant Bernouilli, et de 154,13 suivant Guenyveau, quand la traction se fait au moyen d’une bricole. La vitesse relative est de o",r57, 1",660, et o",8, suivant les mêmes observateurs.
La plus grande charge qu’un homme puisse porter à une petite distance, est moyennement de 145 à 150 kilogrammes.
Nous n'avons pas besoin de faire observer que l’âge, le climat, et surtout l'habitude, occasionnent de grandes variétés dans la valeur des quantités d'actions journalières produites par divers individus, et qu'on ne doit considérer les nombres rapportés ci-dessus que comme des termes moyens à partir desquels plusieurs circonstances, et principalement l'inégalité des forces des individus, peuvent causer des écarts plus ou moins grands; mais ces nombres n’en présentent pas moins des indications très-importantes sur les moyens d'employer la force de l’homme de la manière la ‘plus avantageuse; car il suffit d'y jeter un coup d’æœil pour reconnaître, par exemple, qu'on obtient un effet utile plus que
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double en faisant agir un homme sur une manivelle, qu'en lui faisant élever des poids au moyen d’une corde passant sur une poulie fixe: que le Mmaneuvre transportant des matériaux sur une brouette fait plus d'ouvrage que celui qui les porte sur son dos, ete., ete. On doit consulter, pour tout ce quiconcerne les moteurs animés, le mémoire de Coulomb sur {a Force des Hommes , ainsi que les ouvrages suivans : Prony, Nouv. Archit. hydraulique; Christion , Mécanique industrielle; Guenyveau, Essai sur la science des Machines; Coriolis, Caleul de l'effet des Machines. M. Borgnis, dans son Traité de la composition des Machines , expose en grands détails tout ce qui a été fait ou proposé pour le meilleur emploi de la force de l'homme et des animaux.
HYDRAULIQUE. (Méc.) L'objel général de cette branche de la mécanique est le mouvement des liquides, et particulièrement celui de l’eau.
L'eau en mouvement peut être considérée de quatre manières différentes: 1°coulant dans un lit (voy. Courant D'Eau); 2° sortant d’un réservoir (voy. ÉCOULEMENT DES ELuipes); 5° agissant comme moteur (voy. EAUMoTRICE); 4" enfin, dans un état passif, élevée par des machines.
On donne le nom générique de machines lyydrauliques à deux classes de machines tres-différentes dans leurs effets et dans leur but : la première comprend divers appareils pour lesquels l'eau est Pagent moteur, la puissance; la seconde se compose des organes mécaniques destinés à élever l’eau, qui constitue alors la résistance. On pourrait former une troisième classe de machines où l’eau joue tout à la fois le rôle de puissance et de résistance, c’est-à-dire où la force d'un courant d’eau est employée à élever une portion de cette eau, comme le bélier hydraulique, la colonne oscillante, etc. Mais, en observant que l’action de ces machines exige le concours d’une force étrangère, l’élasticité de l'air atmosphérique ; on voit qu'elles doivent être rangées dans la seconde classe.
Lapremière classe des machines hydrauliques se subdiviserait en trois genres, si l’on pouvait établir des limiles absolues entre l'action de l’eau par son choc, sou poids et sa force centrifuge; mais, comme dans la plupart de ces machines, l’eau n’agit jamais d’une seule manière, ce ne pourrait être que d’après le mode d’action prédominant qu'ilserait possible d’assigner le genre de la machine. Quoi qu'il en soit, les machines de cette première classe sont les roues à aubes, les roues à augets , les-roues à pots, les turbines, les roues à réaction, les turbines où roues à force centrifuge, et la machine à co lonne d'eau (voy. ces divers mots); Ja dernière se distingue de toutes les autres par la nature de son mouvement, qui est alternatif; Llandis que celui des premières est un mouvement continu de rotation. Il existe encore
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beaucoup d’autres machines de cette classe, projetées où exécutées, mais celles que nous venons de citer sont les plus usuelles: Nous donnons, en traitant chaque machine en particulier, l'indication de son eflet utile. La seconde classe des machines ou organes hydrauliques présente un très-grand nombre d'appareils, car il n'existe pas de problème qui ait plus occupé l’imagination des praticiens que celui de l’élévation de l’eau. Parmi ces machines, celle dont usage est plus habituel sont les seauæ, les pompes, les norias, les chapelets, les roues à tympan, et la vis d'Archiméde. Nous les exawinons dans des articles particuliers, ainsi que quelques autres moins usuelles, mais dont les dispositions ingénieuses réclament l'attention. (Voy. Fontaine, tom. IL.)
HYDROMEÈTRES. (Æydraul.) Nom générique des instrumens destinés à mesurer la vitesse des courans d’eau.
L’hydromètre le plus simple et peut-être le plus sûr est un flotteur. C’est un morceau de bois ou un autre corps d’une pesanteur spécifique presque égale à celle de l’eau, et qui, placé dans le courant, en prend la vitesse. Dès que le mouvement est bien établi, on compte le nombre de secondes que le flotteur employe pour parcourir une distance préalablement mesurée; celle distance, divisée par le nombre des secondes, fait connaître l’espace parcouru dans une seconde, ou la vitesse. Les meilleurs flotteurs sont des boules creuses de fer blanc ou de cuivre, lestées avec de la grenaille de plomb, de manière qu’elles s’'enfoncent presque entièrement dans l’eau; on doit les placer dans le plus fort du courant ou au fil de l’eau, et assez au-dessus du point où lon commence à compter, pour qu’on soit assuré qu’elles aient, en y arrivant, la vitesse du liquide qui les entoure. Ce mode d'opération, qu'il faut répéter plusieurs fois pour prendre une moyenne, fait connaître avec assez d’exactitude la vitesse du fil de l'eau, mais il ne peut être employé pour les filets plus près du bord, parce que le flotteur ne se maintiendrait pas dans une même direction.
Le volant & aubes peut être employé avantageusement pour déterminer la vitesse d’un filet quelconque. C’est une petite roue à aubes très-mobile sur son axe et construite en boïs très-léger; on létablit sur le courant, au point dont on veut connaître la vitesse, de manitre qu'une aube plonge dans l’eau, son centre de percussion prend bientôt, à très-peu près, la vitesse du filer.
Le pendule hydrométrique sert également pour déterminer la vitesse d’un filet quelconque. Il se compose d’une boule creuse, d'ivoire ou de métal, suspendue par un fil au centre d'un quart de cercle gradué. On pose cet appareil sur le point à reconnaitre, le quart de cercle
fixé hors de l'eau, et la boule plongeant dans le liquide (PI XUIT, fig. 12); le courant entraine la boule, le fil s'incline, et lorsque l'angle d’inclinaison est devenu constant, on calcule la vitesse d’après la grandeur de cet angle, Voici la théorie de cette opération.
Soit P le poids de la boule À, et OA l'inclinaison constante du fil, mesurée sur le quart de cercle par l'angle EOA—. Construisons le rectangle ABCD, dans lequel AD — P, CAD — EOA —:. Les côtés AB et AC seront les composantes de AD, et nous aurons
