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MESSIEURS

Après vous avoir donné une Idée des corps, nous avons établi dans la dernière séance, que l’ensemble des phénomènes dont la nature se compose autour de nous, pouvait se réduire à des mouvements; et puis, nous avons examiné les diverses natures de mouvements que l’on pouvait distinguer, en terminant par le mouvement uniformément accéléré, qui est précisément celui qui anime les corps qui tombent, c’est-à-dire, qui se rapprochent librement du centre de la terre.

Nous vous ferons, cependant, remarquer que ces corps dans la pratique, ne suivent pas rigoureusement cette loi, parce qu’ils tombent ordinairement d’en l’air, et que cet air leur oppose une résistance qui ralentit un peu leur chute.

Comme il nous est démontré par une multitude de faits, que la matière est inerte, lorsque nous voyons un corps se mouvoir, il faut bien que nous attribuions ce déplacement à une cause quelconque, et c’est à cette cause que l’on donne, en général, le nom de force ou de puissance ; ainsi, quand un corps est abandonné à lui-même, il se met en mouvement et tombe en se dirigeant vers le centre de la terre, jusqu’à ce qu’il rencontre un obstacle qui l’arrête; nous attribuons ce mouvement à une force

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(|uc l’on nomme allraction, et qui semble inhérente h toutes le? molécules de la matière; mais les corps présentent une foule d’autres mouvements, qui ne peuvent point être attribués à l’attraction ; nous sommes obligés d’admettre d’autres causes de mouvement ou d’autres forces. 11 est probable que ce mot et l’idée qu’on y attache, viennent originairement de l’emploi de certaines facultés de l’homme et des animaux. Qu’un homme saisisse un bâton et le brise, en le ployant sur son genou; on dira qu’il a employé sa force, que c’est la force de l’homme qui a brisé ce bâton. Si l’on saisit un marteau et qu’on en frappe une bille d’ivoire, placé sur un plan horizontal et qui demeurait en repos, cette bille sera vivement déplacée; on dit que la force de l’homme a mis le marteau en mouvement, et que ce mouvement s’est communiqué à la bille.

11 faut bien remarquer, et je suis bien fâché d’être obligé d’en convenir, que nous ne savons pas du tout ce que c’est qu’une force; nous n’avons et nous n’aurons probablement, jamais, aucune notion sur la nature propre de cette cause mystérieuse, qui surmonte l’inertie de la matière et met celle-ci en mouvement; mais quoique nous ne connaissions pas la nature propre de ce qu’on appelle force, ce n’est pas une raison pour nous décourager dansnos études. Newton n’a jamais connu, et nous ne connaissons pas plus que lui, la nature de l’attraction; mais il a démontré, que cette force s’exerçait en raison directe des masses et en raison inverse du carré des distances, et cela a suffi pour expliquer et calculer tout le système du monde.

Nous acquérerons donc déjàbeaucoup de connaissances, si nous pouvons constater suivant quelles lois les forces agissent, comment elles se combinent, comment elles produisent les équilibres et les mouvements.

Quand on veut, en général, étudier la force, elle présente à considérer : 1° son intensité; sa direction; 3“ le temps pendant lequel elle a agi,

L’intensité de la force est une chose dont nous ne pouvons jamais prendre une idée que par le mouvement môme que cette force produit; vous pouvez facilement le concevoir, puisque le mouvement est, lui-mème pour nous, le seul indice de l’existence, de la force; nous voyons un mouvement, nous en concluons qu’il y a une force; le mouvement est considérable, nous en concluons que la force est grande, et, en général, on admet comme axiome que le mouvement est proportionnel à la force.

3Iais, Messieurs, c’est une chose bien importante, qui n’est pas aussi simple qu’on pourrait le croire au premier abord, que de juger de la valeur d’un mouvement ; il est bien évident, que si différentes forces étaient, successivement, appliquées à une seule molécule de matière, cette molécule se mouverait avec des vitesses proportionnelles à la valeur de ces forces; si la force était double, la vitesse serait double, etc.; dans ce cas simple, la vitesse du mouvement serait la mesure de la force; mais il faut remarquer qu’il n’en est presque jamais ainsi, et que les forces sont appliquées à des corps composés d’un plus ou moins grand nombre de molécules, c’est-à-dire, qui ont des masses différentes.

Si, par exemple, on fait agir une force donnée, représentée par 10 sur une seule molécule, cette molécule prendra une vitesse qu’on pourra représenter par 10; mais si la môme force était appliquée à un corps composé de 10 molécules, il est certain qu’elles se partageraient entre elles les effets de la force, et que chacune n’aurait plus qu’une vitesse représentée par 1 ; ainsi, la môme force peut présenter des vitesses très-variables, quand on l’applique à des masses différentes; on peut même remarquer, que toujours, la vitesse est en raison inverse de la masse, la masse étant 1, la vitesse est 10, la masse étant 10, la vitesse est 1 ; mais en multipliant la masse par la vitesse, ou obtient toujours le môme produit.

Il résulte de ces considérations, que l’on commettrait les plus graves erreurs en estimant les forces par les vitesses, sans tenir

compte des masses; ainsi, une balle de fusil et un boulet de canon, se mouvant au sortir de l’arme à peu près avec la même vitesse, on en conclurait que la force qui les lance est la même; cependant, la balle est poussée par quelques grammes de poudre etleboulet par plusieurs kilogrammes. Il est donc indispensable, dans l’appréciation de la valeur des forces, de tenir compte de la vitesse et de la masse du corps mis en mouvement, c’est-à-dire, de multiplier l’un par l’autre; aussi le produit de la masse par la vitesse d’un corps en mouvement, s’appelle quantilé de mouvement, et la valeur d’une force est proportionnelle à la quantité de mouvement qu’elle produit.

Les' hommes ont imaginé un grand nombre de machines qui ont pour objet, de transmettre les forces et d’en modifier les effets; ces modifications n’ont jamais pour résultat, que de faire varier les proportions de masse ou de vitesse; ainsi, un enfant qui appuie sur un levier avec une force de quelques kilogrammes, pourra, au moyen d’une presse hydraulique, faire monter un plateau de fonte avec une force de plusieurs milliers de kilogrammes ; mais la vitesse du mouvement de la main de l’enfant, sera très-considérable et l’ascension du plateau sera extrêmement lente ; en sorte , qu’en multipliant la petite pression de la main par sa grande vitesse, et la petite vitesse du plateau par sa grande pression, on obtiendrait des produits égaux, c’est-à-dire, que la quantité du mouvement est la même de deux côtés.

Il suit de ces observations un principe certain, c’est qu’aucune machine ne saurait augmenter de la moindre quantité la valeur réelle d’une force quelconque , et que tout homme qui imagine une machine avec laquelle un cheval , par exemple, ferait la force de deux chevaux, commet nécessairement une grossière erreur ; il y a mieux, c’est que toutes les machines présentant quelques frottements, qu’il faut vaincre avant d’obtenir scs effets, il n’y a pas de machine qui ne produise une diminution de l’effet comparativement à la force em-

DE PUYSIOUE GÉNÉRALE.

ployée; et cependant, Messieurs, parmi les innombrables inventions humaines , il en est des milliers parmi lesquelles un grand nombre ont été accueillies, d’abord, avec beaucoup de faveur, et qui , selon leurs auteurs, devaient avoir pour effet de décupler et même, de centupler les effets utiles d’une force donnée, car, il n’y a point de limites dans la ligne de l’erreur.

Ceci sera. Messieurs, pour vous, une nouvelle preuve de l’indispensable nécessité des connaissances scientifiques pour le per-: fectionnement des arts ; des existences tout entières ont été absorbées, et des fortunes considérables englouties pour avoir méconnu ou ignoré le principe que nous venons d’établir. Il y a peu de jours encore, on me soumettait le plan d’une machine qui devait être propre à élever une certaine masse d’eau à une certaine hauteur, avec une puissance qui ne devait être que le quart du poids de l’eau à élever ; j’aurais pu dire à priori, que le fait était absurde ; j’ai fait plus , j’ai indiqué quelle était l’erreur de raisonnement qui avait trompé l’auteur ; je désire qu’il se soit rendu à cet avis et qu’il ait abandonné l’exécution d’un projet qui ne peut avoir que des suites fâcheuses.

Je vous demande pardon d’insister, à ce point< sur une question si simple qu’elle ferait sourire un mathématicien, mais des fait» trop nombreux se réunissent chaque jour, pour démontrer que l’axiome est loin d’être encore assez populaire , et qu’on ne saurait trop répéter que tout projet de mécanisme qui semble avoir pour résultat la moindre augmentation dans la valeur intrinsèque d’une force primitive, est nécessairement le résultat d’une erreur grossière.

Nous avons à chaque instant besoin de mesurer des forces, et cette mesure se fait comme toute autre mesure et d’après le principe que nous avons posé, en comparant la force qu’il est question de mesurer avec quelqu’autre force qui sert d’unité ; ainsi, par exemple, un décimètre cube d’eau distillée et à son maximum de densité , est attirée par la terre avec une certaine

force OU présente, comme on dit communément, un certain poids, ce poids est ce qu’on appelle un kilogramme ; et bien , si une force est capable de soulever 1, 10 ou 100 kilogrammes, on dira que c’est une force de 1, de 10 ou de 100 kilog.

On compare aussi très-souvent les forces avec celles de l’homme ou des animaux. La force d’un homme est évaluée à 12 kilog. et 1/2 ; la force d’un cheval à 75 kilog. Mais on conçoit parfaitement que toutes ces expressions, ainsi isolées, et sans tenir compte de la vitesse, n’ont aucune espèce de valeur; si l’on dit au contraire, un homme est capable, sans fatigue et pendant plusieurs heures chaque jour , d’élever à chaque seconde un poids de 1 2 et 1/2 kilog. à un mètre de hauteur, ou de presser avec sa main le manche d’une manivelle avec une force de 12 et 1/2 kilog., en faisant faire à cette manivelle, un chemin d’un mètre par seconde , on aura la véritable évaluation de la force d’un homme, si l’on dit qu’un cheval peut exercer sur une voiture une force de traction représentée par 75 kilog., tout en marchant avec une vitesse d’un mètre, on aura encore l’appréciation de la force d’un cheval.

On est dans l’usage de dire que la force d’un cheval est représentée par 75 kilog. d’eau élevée à un mètre par seconde , ou 4,500 kilog. d’eau élevée à un mètre par minute.

On concevra l’importance de cette indication du chemin parcouru par le poids, ou de la vitesge, en considérant que 4,500 kilog. d’eau, élevés à un mètre, ou 450 kilog. d’eau, élevés à 10 mètres, ou 45 kilog. d’eau, élevés à 100 mètres par minute, représentent également la force d’un cheval.

Nous devons déplorer que l’unité de mesure de la force ne soit pas la même chez toutes les nations, l’on peut en dire autant de toutes les autres mesures ; une force de cheval , en Angleterre, n’est pas la même chose qu’une force de cheval en France ; une livre anglaise est autre chose qu’une livre française, ou une livre belge ; ce qui entraîne à une multitude de calculs souvent

Dt rïïYSIOUE GÉNÉRALE.

fort dilTiciles , pour calculer la valeur utile ou la valeur vénale d’un objet quelconque , passant d’une nation chez une autre. Il est bien à désirer que les mesures métriques françaises soient généralement adoptées ; on peut toujours en retrouver les éléments, et ces éléments sont communs à toutes les nations ; car un mètre, c’est la dix millionième partie du quart du tour de la terre.

Un décimètre, c’est la dixième partie d’un mètre; un kilogramme , c’est un décimètre cube d’eau ; un gramme , c’est un centimètre cube d’eau : ainsi, de la circonférence du globe, on a déduit la mesure linéaire, la mesure de surface, la mesure de volume et même la mesure du poids.

Il est bien entendu que ce qu’on appelle la force d’un animal, c’est l’effort qu’il peut exercer longtemps de suite, sans fatigue, et de manière à pouvoir recommencer le lendemain ; car il est capable d’exercer des efforts bien supérieurs à ceux que nous avons notés pour l’homme et pour le cheval, pourvu que cet effort ne dure pas longtemps; ainsi, le cheval qui ne pourra tirer toute la journée que 75 kilog., pourra produire un effort momentané de 3 à 400 kilog. ; c’est un des grands avantages de l’emploi des animaux comme puissance, que de pouvoir ainsi leur faire exercer, momentanément, de grands efforts; les autres moteurs ne jouissent pas du môme avantage.

La direction des forces, est une chose fort importante à considérer; le corps auquel la force est appliquée, se meut, nécessairement, dans la direction de cette force; quand une force est unique, ou que plusieurs forces peuvent être réduites à une force unique par les principes que nous développerons tout à l’heure, la direction ne peut être autre chose qu’une ligne droite ; un corps ne saurait parcourir une courbe , à moins qu’il ne soit sollicité par deux forces au moins, et dont l’une change continuellement de direction; le corps se meut, alors, dans une série de petites lignes droites, dont la réunion conslitue la courbe.

7« quatrième leçon

Le temps pendant lequel une force agit, n’est pas moins important à considérer que son intensité ou sa direction.

Mais, si une force agit pendant un seul instant, ou, si cette force, après avoir agi un certain temps, cesse d’agir, le mouvement qui en résultera, sera rectiligne, uniforme et éternel; il sera rectiligne, car il répugne qu’un corps puisse se mouvoir à la fois dans deux directions ; il sera uniforme, c’est-à-dire quele corps parcourra des espaces égaux dans des temps égaux; il sera éternel, car il n’y a rien dans le corps qui puisse combattre, détruire, ou seulement diminuer le mouvement qui lui a été communiqué.

On peut être surpris de voir ainsi poser en principe, que tout mouvement produit, est éternel de sa nature, quand on se rappelle que tous les rêveurs, de tous les temps, ont vainement cherché à réaliser cette grande chimère de l’esprit humain, que l’on appelle le mouvement perpétuel : mais il faut remarquer que pour les corps qui sont à notre disposition , aucun d’eux ne saurait se mouvoir sans en rencontrer quelques autres auxquels il communique une partie du mouvement qu’il avait reçu ; ainsi, la résistance de l’air, le frottement d’une bille sur un tapis, le frottement des rouages d’une pendule, la raideur d’un Cl qu’il faut ployer incessamment, sont autant de causes matérielles qui détruisent, peu à peu, le mouvement acquis dans toute espèce de corps , et en dépit de toutes les précautions que nous pouvons prendre; ce qui , loin d’infirmer le principe établi , le confirme au contraire, puisqu’aucun corps ne perd son mouvement qu’en le cédant à un autre.

Lorsqu’une force agit sur un corps avec persistance, c’est-àdire, qu’elle continue à le solliciter pendant une succession d’instants, pendant plusieurs secondes, par exemple, le mouvement du corps augmente à chaque instant ; en effet, après la première seconde, ce corps possède déjà une certaine quantité de mouvement qu’il ne devra plus perdre; mais, pendant la seconde suivante, la force communiquera au corps une nouvelle

DE PHYSIQUE GÉ.NÉllALE.

quantité de mouvement qui s’ajoutera à la première , et ainsi successivement , de manière que le mouvement du corps sera accéléré.

Ainsi , si l’on met de la poudre dans un canon de pistolet de six pouces de longueur et une balle par dessus, la force expansive des gaz de la poudre enflammée, agira sur la balle pendant ce trajet de six pouces , et la balle en sortant , possédera une certaine vitesse; mais il est évident que, si le canon de pistolet a un pied, après que la balle aura déjà parcouru six pouces, elle continuera à être sollicitée par la force de la poudre jusqu’à sa sortie du canon, et elle possédera, en sortant, une plus grande vitesse que dans le premier cas ; il y a cependant une limite à laquelle doit s’arrêter la longueur du canon , car au-delà, l’expansion des gaz , cesserait d’agir sur la balle, qui serait d’ailleurs retardée par le frottement dans le canon.

Il y a, dans la nature, une grande variété de forces, dont les unes n’agissent que momentanément , tandis que d’autres agissent d’une manière continue , et, à cause de cela, prennent le nom de forces accélératrices ; l’attraction est une force de cette dernière espèce, elle est tellement inhérente à la matière, qu’elle agit perpétuellement sur elle , que cette matière soit encore au repos, ou qu’elle soit déjà en mouvement.

On conçoit que toutes les particules du globe doivent concourir à attirer un des corps quelconques que nous avons à notre disposition ; dans ce cas particulier, l’attraction prend le nom.de pesanteur. Le poids, c’est la somme des forces de pesanteur qui agissent sur un corps donné.

Il est remarquable, que la terre étant presque sphérique, il résulte de sa symétrie, que la somme des attractions que toutes ses particules exercent, agit comme une seule force, qui passerait par le centre de la terre.

On appelle verticale la direction de cette ligne, que suit la pesanteur et qui se dirige vers le centre du globe.

QüATIUEME LEÇON

Dans une exposition aussi sommaire que celle-ci , et qui est particulièrement destinée à faire comprendre les lois de la nature, sans faire usage des mathématiques, j’ai bien du regret , de me trouver forcé de faire un peu de géométrie , pour expliquer les lois très-simples, suivant lesquelles les forces, quelque soit leur nature, se combinent, se réunissent et se modifient réciproquement.

L’ensemble de ces lois porte le nom de statique , ou science de l’équilibre , pendant qu’on donne le nom de dynamique à la science du mouvement lui-même.

Les forces ayant toujours une direction linéaire, et les longueurs de différentes lignes, étant parfaitement propres à exprimer ou à représenter les valeurs de différentes forces , on s’est servi de ce moyen pour établir les lois de l’équilibre dont nous allons exposer les principales.

Si un point est sollicité par deux forces égales et opposées, que l’on représente par deux lignes égales , il est évident que ce point ne pourra pas se mouvoir, car, il n’y a aucune raison pour qu’il obéisse plutôt à l’une ou à l’autre de ces deux forces ; cependant, l’état où se trouve ce point, ne peut pas être appelé le repos; car, si le point était en repos, il faudrait absolument lui appliquer une force pour le mouvoir; mais, pour le point dont il est question, il suffirait de retrancher ou même de diminuer l’une des deux forces, pour que le corps se mût, emporté par la plus ])uissantc ; cet état particulier de ce point matériel s’appelle équilibre.

Ainsi, un point matériel sollicité par deux forces égales et directement opposées , est en équilibre.

Un corps sollicité par un nombre de forces opposées les unes aux autres, sera encore en équilibre, si la somme des forces d’un côté, est égale à la somme des forces de l’autre; si ces deux sommes n’étaient pas égales, le point serait entraîné dans la direction de la plus grande somme, et |»our le mettre en équi-

DE rnYSHjüE GÉNÉl’.ALE.

libre, il faudrait ajouter, du coté le plus faible, une nouvelle force égale à la différence.

Le cas que nous venons d’exposer, est de la plus grande évidence ; mais il s’en présente un autre un peu plus diOicile : c’est le cas où deux forces qui agissent sur un point matériel , au lieu d’être directement opposées, forment un angle entre elles.

11 est évident que le point matériel ne peut pas se mouvoir à la fois dans la direction des deux forces; cependant, ce point doit se mouvoir, car les deux forces n’étant pas opposées, quand même elles seraient égales, elles ne produiraient pas l’équilibre. Il s’agit donc de chercher comment et par où le point devra se mouvoir.

Les deux forces étant représentées par deux lignes qui forment un angle, par l’extrémité de chacune d’elles, on peut tracer une ligne parallèle à l’autre ; il résultera de cette opération graphique, ce qu’on appelle un 'parallélogramme; on peut encore tracer une ligne qui réunisse les deux angles opposés de ce parai* lélogramme, et cette ligne s’appelle la diagonale. Et bien, on démontre, soit par les mathématiques transcendantes, soit par une simple expérience , que le corps , en se mouvant , suivra cette diagonale comme s’il était sollicité par une force unique qui aurait cette direction. Et cette diagonale représentera les deux forces, non-seulement quant à la direction, mais encore quant à l’intensité, et c’est pour cela que cette force unique s’appelle la résultante des deux forces primitives, tandis que celles-ci s’appellent souvent les composantes.

Il découle de ces propositions , que deux forces angulaires peuvent toujours être remplacées par une seule, et qu’une seule force peut toujours être remplacée par deux autres, qui seront ses composantes ; seulement, pour deux forces angulaires, il n’y a qu’une seule diagonale possible, et, par conséquent, qu’une seule résultante , tandis que, pour une seule force considérée

OUATRIÈ3IE LEÇON

comme diagonale d’un parallélogramme, on peut construire un nombre indéfini de parallélogrammes.

La proposition que nous venons d’essayer d’expliquer, jiorte le nom de théorème du parallélogramme des forces, et elle est la base principale de toute la statique et de toute la dynamique.

Si deux forces parallèles étaient appliquées à deux points matériels différents mais liés entre eux, ces deux forces auraient encore une résultante possible ; elle serait représentée par une ligne parallèle aux deux premières ; mais appliquéeà un point situé entre les deux premiers points matériels ; cette résultante serait égale à la somme des deux forces primitives , mais elle devrait être placée en un tel point , que les distances de ce point aux deux points matériels primitifs, se trouvassent en raison inverse de l’intensité des deux forces.

La balance est un cas de ce principe : deux poids égaux, suspendus aux deux extrémités du lléau, sont en équilibre, pourvuque le point fixe de la balance soit également distant de ces deux extrémités. Si l’un des bras de la balance avait un décimètre, et l’autre un mètre, il y aurait équilibre en mettant un poids de 10 kilog. du côté où le levier n’a qu’un décimètre, et un kilog. du côté où le levier a un mètre.

Dans les cabinets de physique, on démontre le parallélogramme des forces au moyen de deux marteaux disposés dans une direction angulaire, et qui frappent simultanément une bille d’ivoire, laquelle ne suit la direction ni de l’un ni de l’autre des deux marteaux, mais bien celle de la diagonale.

Parmi les mouvements infiniment variés, qui peuvent résulter de l’application des forces, et dans le détail desquels il nous est impossible d’entrer, il en est cependant un que nous ne pouvons passer sous silence; nous voulons parler du mouvement de rotation .

Si l’on sui)pose une bille d’ivoire, placée sur une table horizontale, mais enchaînée par un fil fixé à un petit clou planté

dans cette table; si, avec un marteau, par exemple, on imprime à cette bille une impulsion perpendiculairement à la direction actuelle du fil, il arrivera une chose dont les conséquences sont de la plus grande importance pour l’intelligence de beaucoup de phénomènes naturels.

Il est clair que si la bille n’avait pas été retenue par un fil, en recevant le choc du marteau, elle se serait mise en mouvement suivant une ligne droite, et ce mouvement serait demeuré uniforme tant qu’il n’aurait pas été détruit par des obstacles extérieurs; mais, dans le cas supposé, le fait est impossible, parce que le fil, supposé inextensible, ne permet pas à la bille de s’écarter du point fixe ; en conséquence, cette bille, au lieu de se mouvoir en ligne droite, se met à décrire des cercles autour de ce point fixe, mouvement qui continue avec uniformité, jusqu’à ce qu’il ait été détruit par des résistances extérieures.

Pendant qu’un corps tourne ainsi autour d’un point fixe, il arrive que ce fil est continuellement tendu avec une certaine force , à laquelle il doit résister pour maintenir le corps dans le cercle. Cette force, qui semble se développer ainsi dans un corps qui tourne, s’appelle force centrifuge; elle augmente comme le carré de la vitesse du corps dans le cercle; elle croît aussi en raison de la petitesse du rayon de ce cercle.

Il ne serait pas exact de considérer cette force centrifuge

comme tendante à éloigner directement le corps du centre du

mouvement, car, si après que le corps a fait un tour, on vient à couper le fil, le corps s’échappe par la tangente du cercle ou par une ligne qui se trouve perpendiculaire au fil, à l’instant même où il est coupé.

La fronde est un exemple de phénomènes de ce genre : un morceau de peau est attaché à deux cordes; l’une d’elles est tournée autour de la main ; l’autre est légèrement retenue parles doigts; le morceau de peau se trouve alors plié en deux; on

y dépose une pierre, on fait rapidement tourner la fronde, puis

tout à coup, on lâche une des cordes et la pierre s’échappe par la tangente du cercle que la fronde lui faisait décrire.

Au moment où la pierre s’échappe ainsi, elle possède toute la vitesse avec laquelle elle se mouvait dans le cercle, ce qui fait de la fronde une arme assez redoutable et susceptible de quelque précision.

On fait en physique beaucoup d’expériences pour rendre sensibles les effets de cette force centrifuge; on enfile des billes d’ivoire dans un mince fil de cuivre, supporté par un levier en fer qui peut tourner rapidement sur son milieu. Quand une bille est placée juste au centre, et qu’on fait tourner le levier, la bille reste en place, parce que ses deux moitiés sont animées de deux forces centrifuges égales qui se font équilibre. Si la bille n’est pas exactement au centre, elle se précipite rapidement vers l’extrémité du levier dont elle est plus voisine.

Si l’on monte sur le même levier tournant, deux tubes de verre , inclinés de manière que l’extrémité qui se trouve au centre, soit en bas et l’extrémité externe élevée, et si l’on place dans ces tubes de l’eau, une balle de plomb et une balle de liège, en vertu des poids spécifiques, la balle de plomb sera au centre, la balle de liège en dehors et en haut, et l’eau entre-deux ; mais, si l’on fait tourner le tout rapidement, en vertu de la force centrifuge, les situations se renversent, la balle de liège descend au centre, l’eau reste intermédiaire et le plomb se porte en haut et en dehors.

Sur le principe des forces centrifuges, on a proposé un singulier moyen de guérir l’apoplexie; on sait que ce terrible accident est attribué à ce que le sang se porte avec force vers la tête; or, si l’on couche un homme sur un levier horizontal et tournant, la tête près du centre et les pieds vers la circonférence, la force centrifuge aura pour effet, de porter le sang vers les pieds et d’en dégager la tète. Malheureusement, le mouvement do rotation devra cesser, et il est fort à craindre que le sang.

jusque là refoulé dans les vaisseaux des extrémités, ne reflue tout d’un coup vers la tête avec plus de violence que jamais.

Le globe sur lequel nous habitons, en circulant autour du soleil, est animé d’une force centrifuge qui, est nécessairement et exactement, égale à l’attraction que le soleil exerce sur lui, puisque la terre ne quitte pas son orbite.

Mais le globe de la terre tourne aussi sur son axe, et les différents points de sa masse sont, nécessairement, animés de forces centrifuges; ces forces sont très-variables, parce que leur intensité dépend de la vitesse de rotation, et que la vitesse de rotation dépend, elle-même, de la distance de ces points à l’axe de la terre; ainsi, près du pôle, chaque point de la terre ne décrit qu’un petit cercle en vingt-quatre heures ; à l’équateur , ce cercle est de 9,000 lieues ; c’est l’existence de ces forces centrifuges qui a produit l’aplatissement de la terre vers les pôles, et qui a produit de semblables aplatissements pour toutes les planètes qui tournent vite; tandis que la lune, qui tourne doucement, n’offre rien de semblable.

Il est aisé de calculer les forces centrifuges qui animent les différents points de la terre, et c’est en se basant sur ce calcul, que Newton a déterminé la valeur de l’aplatissement vers les pôles, valeur qui a été confirmée depuis par des mesures directes et répétées.

La force centrifuge que la matière éprouve à l’équateu»-, agit directement en sens contraire de la pesanteur ; tandis que :elle-ci tend à rapprocher les corps du centre de la terre , la force centrifuge tend à les en écarter; mais, leurs valeurs sont bien différentes : tandis que la gravité fait parcourir à un corps en une seconde, 4 mètres, 89 centièmes; la force centrifuge ne peut lui faire parcourir que 0'", 017 millimètres; il n’en est pas moins vrai que cette force a son influence, et que les corps tombent moins vite à l’équateur qu’aux pôles ; on a même calculé, jue si la rotation de la terre était dix-scpt fois plus rapide, la

QUATRlIiME LEÇON

force centrifuge compenserait l’attraction, et que les particules du globe pourraient se disperser dans l’espace.

Des expériences particulières sur les effets de la force centrifuge à l’égard de la végétation , ont donné lieu à des résultats on ne peut pas plus remarquables; mais, ces résultats ne peuvent guère entrer dans aucun système théorique accrédité , et c’est un malheur de l’esprit de système scientifique, que ces sortes de faits soient, en général, laissés de côté ou fort négligés, probablement, parce qu’ils dérangent l’ensemble des explications reçues , ou ne s’y prêtent pas facilement ; on considère ces sortes de faits excentriques, comme des importuns qui viendraient troubler la tranquillité d’esprit d’un savant bien assuré de la bonté de sa théorie.

11 résulte de ce fait trop ordinaire, que vous ne trouveriez probablement, dans aucun livresystématique, l’exposé des phénomènes que je vais décrire.

Si l’on construit une roue horizontale, montée sur un pivot et entretenue dans un mouvement de rotation continu, par un mécanisme quelconque, on pourra placer, sur cette roue, en les y attachant, de petits morceaux d’éponge mouillés dans lesquels on aura logé une graine ; si l’humidité de l’éponge est entretenue, et si la température de la pièce est convenable, la graine ne tardera pas à germer mais on remarquera que la radicule, ou la petite racine, se portera horizontalement en dehors de la roue, pendant que la plumule ou la petite tige, se dirigera vers le centre de cette même roue ; tant qu’on entretiendra le mouvement, la racine et la tige continueront à croître, en se maintenant toujours dans les directions indiquées ; en sorte que, si toute la roue était couverte de graines, toutes les racines rayonneraient autour d’elle , et toutes les tiges se réuniraient vers son centre.

L’effet que nous venons de décrire sera complet et absolu, si le mouvement de rotation est un peu rapide ; si ce mouvement

lent, les racines se porteraient obliquement en dehors et en bas pendant que les tiges se porteraient en dedans et en haut; et entin, si la roue était arrêtée, toutes les racines se porteraient directement en bas, et toutes les tiges directement en haut.

On sait, en effet , que dans tous les points de la surface du globe, les racines s’enfoncent dans le sol, pendant que les tiges s’élèvent vers le ciel ; on ne trouve, à cet égard , qu’un petit nombre d’exceptions, qui dépendent, évidemment, de l’inégalité de résistance que le sol peut offrir au développement des racines, ou de la lumière, vers laquelle les tiges tendent à se porter.

On a fourni beaucoup d’explications plus ou moins spécieuses de ce fait si général et si vulgaire ; on a dit, que les racines se dirigeaient vers le sol pour y puiser leur nourriture ; on a dit, que la tige s’élevait dans l’air pour y trouver l’aliment de la respiration des feuilles; mais, ce sont là des causes finales, et l’on sait que ce mode d’explication doit être rejeté des sciences exactes.

Cependant , cette tendance des racines à se porter vers la terre, et des tiges à s’élever dans l’air, est tellement prononcée que si l’on place , à dessein , une graine quelconque dans le sol, de manière à ce que l’origine de la radicule soit en l’air, et l’origine de la plumule en bas, l’une et l’autre, en se développant, formeront tout de suite , un crochet pour se porter, la racine en bas et la tige en haut.

L’expérience que nous avons rapportée, fournit, de ce grand phénomène végétal, une théorie beaucoup plus certaine et tout à fait satisfaisante.

Dans un végétal qui germe, il se développe des forces nouvelles, qui paraissent destinées à agir en sens contraire, et qui se combinent avec les autres puissances naturelles ; or, il arrive que la force qui développe la radicule , agit dans le même sens que l’attraction de la terre, tandis que les forces qui développent la

plumule, agissent en sens contraire de cette attraction ; en sorte que, l’unique raison qui imprime une direction fixe aux végétaux, c’est l’attraction centrale du globe ; ce qui prouve incontestablement cette vérité, c’est que, dans la plante placée sur la roue, au lieu d’une force centrale ou centripède, il y a une force centrifuge, et qu’alors la racine se porte en dehors, c’est-à-dire, dans la direction de cette force centrifuge, pendant que la plumule se porte en dedans, c’est-à-dire, dans une direction opposée à celle de la force centrifuge.

Si le mouvement de rotation est rapide , Ig force centrifuge sera très-grande par rapport à l’attraction du globe, et l’on verra 'es tiges et les racines se diriger horizontalement; mais si le mouvement de rotation est lent, la force centrifuge sera petite , et aissera quelque influence à la pesanteur ; d’où il arrivera que les racines et les tiges prendront une direction oblique moyenne; en sorte que, si l’on faisait la force centrifuge précisément égale à la pesanteur, les racines et les tiges croîtraient sous un angle de 45 degrés, par rapport au plan de la roue.

L'exposition d’un fait aussi notable de physiologie végétale, m’a paru digne d’intérêt, surtout dans un pays où l’on s’occupe, avec tant de zèle et de fruit, de la culture des végétaux.

Nous n’avons considéré , jusqu’ici , les forces et les mouvements qu’elles peuvent produire, que d’une manière abstraite, et sans nous inquiéter quelle pouvait être la source de la puissance dont nous voulions étudier les effets.

Il est, cependant, essentiel de savoir exactement d’où peuvent provenir les forces qui produisent les phénomènes naturels, ou bien à l’aide desquels nous donnons volontairement naissance à un tel mouvement.

11 n’y a, dans la nature, qu’un bien petit nombre de forces diverses , et nous allons les passer en revue.

La pesanteur dont nous avons déjà eu plusieurs fois l’occasoin de parler, est évidemment une grande cause de mouvement.

OU une puissance très-importante et très-généralement répandue ; mais il faut remarquer que, si elle agissait seule, elle amènerait bientôt tout le globe à un état d’équilibre permanent; toutes les particules de ce globe ayant, en effet, réussi à se grouper autour de son centre, de manière à s’en placer le plus près possible ; il n’y aurait plus de mouvement; les eaux, par exemple, resteraient dans les bassins des mers et ne sauraient jamais s’élever sur le haut des montagnes : mais nous étudierons incessomment un des grands mobiles des phénomènes naturels, connu sous le nom de chaleur ou de calorique, qui vient s’opposer à cet état de stagnation des particules matérielles, que l’attraction seule aurait produit.

L’eau de la surface des mers est réduite en vapeur par le calorique; ces vapeurs sont plus légères que l’air; elles montent, et aune lieuede hauteur, elles rencontrent une température plus basse qui les condense : il en résulte des nuages qui vont euxmêmes se précipiter, en eau liquide ou en glace, sur le sommet des montagnes, c’est-à-dire, sur les points les plus élevés de la croûte solide du globe. Cette eau liquide, ou ces glaces fondues peu à peu parla chaleur interne du globe, se trouvant placées sur des points élevés, tendent à reprendre le niveau des mers; en conséquence, elles s’infiltrent dans le sol, elles s’écoulent sur le liane des montagnes, elles forment, en suivant les accidents du terrain , des ruisseaux , des rivières, et enfin , des fleuves qui se rendent à la mer pour éprouver une nouvelle évaporation.

Ces liquides , qui suivent des pentes plus ou moins rapides, sont animées d’un mouvement ou d’une force (juelles peuvent communiquer à d’autres corps; elles entraînent des débris du sol, les roulent et les broyent au fond de leur lit; ou bien, maîtrisées par l’intelligence humaine, elles font tourner régulièrement la roue d’un moulin.

Il est évident, qu’ici la pesanteur de l’eau est la vraie cause de la puissance, mais, on voit aussi qu’elle n’a pu être mise en

jeu, que par suite de l’immense distillation dont la surface du globe est incessamment le siège.

Les agitations de l’atmosphère, connues sous le nom de vents, sont aussi des puissances considérables, qui font mouvoir des machines fixes ou qui poussent nos vaisseaux à travers l’Océan î mais ces agitations elles-mêmes, reconnaissent pour cause, ou l’action directe de la chaleur, ou l’inlluence des vapeurs d’eau.

L’atmosphère, échauffée fortement par le soleil dans les zones torrides, s’élève incessamment dans les régions supérieures; l’atmosphère des pôles vient, en rasant la surface du globe, remplacer l’air qui s’est élevé, pendant que cet air lui-même, refroidit dans les régions supérieures, reflue vers les pôles; ce qui devrait produire à la surface de la terre, un courant constant des pôles directement vers l’équateur, et dans les hautes régions un courant inverse; mais il arrive que l’air venant des pôles, n’est pas animé d’un mouvement de rotation, à beaucoup près, aussi rapide que celui de la terre à l’équateur; en conséquence, la direction du courant d’air inférieur devient très-oblique et toujours dans le même sens dans les deux zones torrides; c’est ce qu’on appelle les vents alizés.

On peut dire que ces vents, si précieux pour la grande navigation, ne sont qu’apparents; on croit sentir du vent, parce qu’on est placé sur la terre qui tourne plus vite que l’air, comme on sent du vent sur la locomotive d’un chemin de fer; en examinant de près cette question, on trouve qu’il est parfaitement faux qu’un vaisseau aille aux Indes, et qu’il est parfaitement vrai que ce sont les Indes qui viennent trouver le vaisseau, les voiles des navigateurs, ouvertes aux vents alizés, empêchent le vaisseau de tourner aussi vite que la terre et permettent aux Indes de l’atteindre.

Tous les corps solides pesants, qui sont abandonnés à leur chute, comme les marteaux de nos forges, ne peuvent pas être considérés comme des sources de puissance; car, il a fallu cm-

DK PHYSIQUE GÉNÉRALE.

ployer pour les relever,le même effort qu’ils produisent en tombant.

La force des animaux est une cause de puissance d’autant plus importante, qu’elle se divise et se répand, en quelque sorte, à volonté sur le globe, pour produire incessamment ce nombre inüni de mouvements divers, qui sont indispensables à l’existence des êtres organisés, et qui réagissent même puissamment sur les corps bruts; cette force a, dans tous les êtres vivants, une cause unique qui s’appelle contractilité; elle appartient à des organes spéciaux que l’on nomme des muscles, et qui sont admirablement distribués dans l’organisation de tous les animaux, pour mettre en mouvement les différentes parties de leurs squelettes intérieurs ou extérieurs, les déplacer eux-mêmes ou servir avantageusement à déplacer d’autres corps ; tels sont les forces de l’homme, du cheval, de l’éléphant, etc.

On peut dire que jusqu’à l’an 1555, les forces que nous venons d’indiquer, étaient les seules que l’homme eut à sa disposition ; mais à cette époque, Papin s’aperçut que de l’eau chauffée dans un vase clos, exerçait une énorme puissance de dilatation qui pouvait lancer au loin le bouchon qui fermait ce vase, il vit même que la vapeur de l’eau pouvait soulever et laisser retomber alternativement un piston ; enfin, on eut la première idée de ce qu’on appelle aujourd’hui la vapeur; depuis, tout le monde sait quelles importantes et innombrables applications cette puissance a reçu ; les moyens variés mis en usage pour administrer cette puissance, portent encore le nom de machines à vapeur.

La puissance de la vapeur, prend sa source dans la force de répulsion des particules du calorique; c’est un pouvoir antagoniste de celui de l’attraction, mais qui est beaucoup mieux à notre disposition, parce que nous possédons des moyens de développer à volonté du calorique, d’en pénétrer tous les corps et même, de les forcer par ce moyen, à passer de l’état liquide à l’état de vapeur, en occupant, comme cela arrive à l’eaii, 1,700 fois leur volume primitif.

Les découvertes scientifiques modernes, ont fait connaître un nouvel ordre de phénomènes que l’on nomme galvaniques ^ du nom d’un italien qui, le premier, a aperçu ces sortes d’effets. Parmi ces phénomènes, il en est un remarquable, qui consiste, en ce que deux fils métalliques qui sont le siège de courants galvaniques s’attirent ou se repoussent suivant la direction de ces courants. Il n’y a là, ni l’attraction générale, ni la force animale, ni la force expansive du calorique; cela constitue donc une quatrième source de puissance dont l’homme peut disposer; si faible que cette puissance paraisse au premier abord, il n’est pas impossible qu’elle devienne un agent mécanique de grande importance, et déjà, on a essayé, en Allemagne, non sans une certaine probabilité de succès, de construire une locomotive galvanique.

Voilà jusqu’aujourd’hui, les seules sources de puissance qui soient à la disposition de l’homme, et, comme le mouvement est l’essence de tous les phénomènes naturels, comme les moyens de produire ce mouvement, sont certainement les choses les plus utiles à l’homme, nous devrons nous occuper en particulier, du calorique et de l’électricité ordinaire et galvanique; et maintenant, pour comprendre la plupart des phénomènes qui se passent à la surface du globe, il est indispensable d’étudier avec quelque soin, les fluides élastiques et l’atmosphère qui nous environnent; c’est ce que nous ferons dans la prochaine séance.

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