LA VITESSE

41. La fatigue produite sur les muscles du corps humain ne dépend pas uniquement de la quantité de force dépensée dans chaque effort distinct; elle dépend en grande partie de la répétition de ces mêmes efforts. La quantité de force nécessaire pour effectuer un travail manuel quelconque peut se diviser en deux parties : 1 ** la quantité nécessaire pour mouvoir et faire travailler l'outil ou l'instrument; 2® la quantité nécessaire pour mouvoir un des membres de l'individu qui agit. Prenons pour exemple l'action d'enfoncer un clou dans une pièce de bois : elle exige deux quantités de force différentes, l'une pour lever le marteau, l'autre le bras qui tient le marteau. Si celui-ci est très pesant, la première quantité de force sera la plus considérable ; mais si le marteau est léger, l'action de lever le bras produira le plus de fatigue. Ainsi des opérations qui n'exigent que peu de force peuvent devenir fatigantes si elles se répètent souvent, et plus fatigantes même qu'un travail pénible mais de courte

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durée. On doit aussi remarquer qu'il y a un degré de vitesse tel, que l'action des muscles ne peut le dépasser sans inconvénient.

42. Coulomb a cherché à déterminer quelle est la charge la plus avantageuse pour un homme qui monte un escaUer en portant du bois sur ses épaules. De ses expériences il résulte qu'un homme qui monterait l'escalier sans fardeau, puis, en descendant, élèverait par le moyen d'une poulie et de son propre poids la charge qu'il pourrait porter, ferait autant d'ouvrage dans sa journée que quatre honunes employés de la manière ordinaire, avec le mode de chargement le plus favorable.

43. C'est un objet d'une haute importance à la guerre, que la relation qu'il convient d'établir entre la vitesse de l'homme ou de l'animal qui transporte un fardeau, et le poids de ce même fardeau. Dans les travaux ordinaires, pour obtenir le plus grand effet possible, il est aussi très important de bien proportionner ensemble trois choses : le poids de la partie du corps de l'animal qui est en mouvement, le poids de l'outil qu'elle meut, et la répétition de ce même effort. Le bon emploi des chevaux repose entièrement sur ces considérations.

44. Quand il s'agit d'un travail peu pénible, il faut augmenter la vitesse pour économiser le temps. Il faut beaucoup de temps pour filer la laine en tordant les fibres avec les doigts, avec la quenouille. Dans le rouet à filer ordinaire, le mouvement du fil autour du fuseau est accéléré par une invention bien simple, et

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qui consiste à réunir, par une corde à boyau, ce fuseau avec une grande roue que fait aller le pied ; en sorte que le fuseau va très vite, quoique le pied se meuve assez lentement. Ce même mode d'augmenter la vitesse a été employé dans beaucoup de circonstances, par exemple dans les grands magasins de vente de rubans en détail, où il faut souvent les dérouler et les enrouler ensuite, opération encore assez fatigante avec ce moyen de Fabréger, et qu'il serait autrement impossible de répéter aussi fréquemment. Enfin c'est par une machine déduite du même principe, mais plus compliquée sous beaucoup de rapports, que sont formées ces jolies petites bobines de coton à coudre qui se vendent à si bas prix.

43. Passons des petits instruments aux machines plus fortes et plus importantes, et nous trouverons des exemples plus frappants de l'économie produite par l'augmentation de la vitesse. Dans l'opération par laquelle on convertit la fonte en fer, une masse de métal pesant un quintal environ, et chauffée au rouge blanc, est placée sous un lourd marteau mù par l'eau ou par la vapeur. Ce marteau est soulevé par une pièce saillante fixée sur un arbre tournant, et si son pouvoir dynamique résultait uniquement de la hauteur de chute qu'on peut lui donner, les intervalles entre les coups seraient beaucoup trop longs : or, pour la bonté du résultat, il est important que la masse de métal reçoive, avant de se refroidir, autant de coups qu'il est possible. Cette accélération s'obtient en donnant à la pièce saillante ou came une

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vitesse telle, que le marteau, au lieu d'être élevé lentement à une petite hauteur, soit jeté de bas en haut par une forte secousse , aille frapper contre une grosse pièce de bois qui agit comme un puissant ressort, et le rejette sur la masse de fer avec tant de vitesse, que l'on peut ainsi donner un nombre de coups double, dans un temps donné. Cette vitesse est même encore augmentée dans les petits martinets, où la queue du martinet frappant avec force contre un ressort d'acier, rebondit si promptement, que le nombre de coups va jusqu'à trois cents et même cinq cents par minute.

46. Quelquefois une opération n'est possible qu'à l'aide d'une augmentation de vitesse. Ainsi un patineur peut passer avec une grande vitesse sur une partie de glace qui ne pourrait supporter son poids, si son mouvement était moins accéléré. Ceci tient à ce qu'il faut un certain temps pour que la glace rompe. Aussitôt que le poids du patineur commence à agir sur un point, la glace, soutenue par l'eau, plie lentement sous lui ; mais si le patineur se meut avec une grande vitesse, il est bien loin de l'endroit sur lequel il a pesé un instant, avant que la glace ait assez plié pour atteindre le degré de courbure où elle doit nécessairement rompre.

On observerait un effet semblable dans le mouvement des bateaux, si on pouvait leur imprimer une vitesse considérable. Supposons un bateau à fond plat, dont l'avant forme un certain angle avec ce fond, et en repos dans une eau tranquille. Si nous concevons

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qu'une force considérable le pousse soudainement en avant, la forme inclinée de sa partie d'avant le soulèvera dans l'eau ; et si cette force motrice était une force immense, le bateau lui-même pourrait sauter tout entier hors de l'eau, et avancer par une série de bonds ou de ricochets, comme une ardoise ou une écaille d'huître.

Si la force n'était pas assez puissante pour faire sauter le bateau hors de l'eau, mais seulement pour soulever le fond du bateau jusqu'à la surface, alors son mouvement deviendrait une sorte de glissement extrêmement rapide. Car à chaque point de la course il faudrait un certain temps pour qu'il prit dans l'eau son tirant ordinaire ; mais avant que ce temps eût pu s'écouler, le bateau serait déjà arrivé sur un autre point, et se trouverait soulevé par la réaction de l'eau contre le plan incliné de sa partie d'avant.

47. Cette observation singulière, que les corps mus avec une grande vitesse n'ont pas le temps de développer tout l'effet de leur poids, semble expliquer une circonstance qui autrement est tout à fait inconcevable. Quelquefois il arrive que les roues d'une voiture renversent des piétons, et passent sur leur corps sans leur faire un mal sensible, quoique le poids de cette même voiture, s'il fût resté sur leur corps seulement quelques secondes, les eût fait périr à l'instant.

48. Une opération où la rapidité d'exécution est très essentielle, c'est celle qui consiste à élever les produits des mines jusqu'à la surface du sol. L'établissement des puits pratiqués pour ce tr^jvail coûte des

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sommes énormes, et l'on doit chercher à en limiter le nombre autant qu'il est possible. En conséquence la matière extraite est élevée par des machines à vapeur avec une vitesse considérable; et sans cette vitesse, bien des mines ne pourraient être exploitées avec le moindre bénéfice.

49. On voit parfaitement Tefifet d'une grande vitesse pour modifier la forme d'une matière douée d'une certaine cohésion, dans une opération de la fabrication du verre à vitres, que l'on nomme Yaplatissage, et qui est l'une des plus curieuses opérations que présentent les arts. Un ouvrier plonge dans le creuset son tube en fer, le charge de quelques livres de matière fondue, et souffle une grosse boule réunie au tube par un petit col creux très épais. Alors un autre ouvrier fixe sur cette boule, et du côté opposé à ce col, une tige de fer dont l'extrémité a été plongée dans la matière en fusion, et quand cette tige est solidement fixée, on sépare, par l'injection de quelques gouttes d'eau froide, le col de la boule d'avec le tube de fer. La tige qui porte maintenant la boule est présentée à l'ouverture d'un four rouge, et on la fait tourner lentement sur elle-même, de manière échauffer la boule uniformément. Cette opération a pour premier effet de ramollir la boule, de l'aplatir et d'élargir l'ouverture du col. A mesure que ce ramollissement de la boule avance, on tourne plus rapidement la tige qui lui sert d'axe de rotation ; enfin, quand elle est complètement ramollie et incandescente, on l'éloigné du feu, on augmente de plus en

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plus la vitesse de rotation, et Fouverture s'élargit peu à peu par l'actioii de la force centrifuge, jusqu'à ce qu'enfin la boule s'étende soudainement, éclate et devienne une grande feuille circulaire de verre incandescent. Le col de la boule primitive se trouve à la circonférence, et, comme il est trop épais pour se prêter à l'expansion de la matière, il forme un bour^ relet tout autour du plateau. Le centre présente l'apparence d'une épaisse bosse appelée la noix ou Poeil, et marque le point où était fixée la tige de fer^

50. Les divers procédés imaginés pour diminuer la vitesse, ont presque tous le même but, la nécessité de vaincre de grandes résistances avec peu de force. Nous pourrions citer comme exemple les moufles, la grue et d'autres machines en grand nombre, d'une application journalière pour l'élévation des fardeaux.

La prolongation du temps pendant lequel une force peut agir, par l'extrême diminution de vitesse de la dernière partie mobile d'un mécanisme, est une des applications les plus fréquentes et les plus utiles de la Mécanique pratique. Pendant la demi-minute que nous employons chaque jour à remonter nos montres, nous faisons un effort presque insensible, et cependant, au moyen de quelques rouages, l'effet produit est réparti sur toute la durée des vingt-quatre heures. Dans nos horloges, cette extension du temps d'action de la force

1. La fabrication du verre à vitres se fait aujourd'hui généralement d'une autre manière plus expéditive. On souffle de longs cylindres de verre que l'on coupe avec un fil de fer froid, aux extrémités et dans le sens de la longueur, et que l'on aplatit ensuite dans (les fours particuliers.

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primitive est plus sensible encore ; les meilleures n'ont besoin ordinairement d'être remontées qu'une fois par semaine, et quelquefois on en fait qui peuvent marcher un mois, ou même une année entière. Un autre exemple peut se voir tous les jours dans l'intérieur de nos ménages : dans le tournebrocbe ordinaire qui sert pour rôtir les viandes.