EFFETS DE LA FORCE CENTRIFUGE

aulrc corps lourd, et qu’on lui imprime iivcc le bras un mouvemenl de rotation dans un plan perpendiculaire à l’horizon , la pierre ne tombera pas de la fronde , môme quand celle-ci sera dans le haut de sa course, et que par conséquent la pierre ne se trouvera plus soutenue par rien. La force centrifuge, dirigée en pareil cas de bas en haut , l'emportera sur l’action de la pesanteur, cl s’opposera à la chute de la pierre.

On peut de môme faire tourner un verre plein . d’eau avec assez de rapidité , pour que l’eau soit retenue dans le verre par la force centrifuge , môme lorsque le verre est renversé.

Si l’on suspend un seau d’eau à des fils que l’on tordra fortement en faisant faire au seau un certain nombre de tours dans te même sens, puisqu’on laisse les fils se détordre , le .seau se mettra à tourner rapidement , et l'on verra l’eau s’élever vers les bords , en s’abaissant vers le centre , par suite de la force centrifuge. On pourra môme, en accélérant suffisamment la rotation , obliger l’eau à .s’échapper du vase.

142. — Une voilure, un cavalier ou un piéton , qui doublent une borne, décrivent en la doublant une portion de ligne courbe, et subissent l’action d'une force centrifuge dont la borne est le centre , et qui augmente avec la vitesse. Un animai oppose comme résistance à celle force son propre poids , en inclinant son corps vers la borne d’un mouvement spontané. Désignons par AB(jPi^. 29) le corps de l'animal, par CD la direction suivant laquelle agit le poids du corps, par CF la direction de la

force centrifuge qui agit à partir de la borne parallèlement au sol. La résultante G A de ces deux forces (art. 75) aura 1a môme direction que le corps de l’animal ; elle l’appuiera contre le sol, de même que la pesanteur l’appuierait , si elle agissait seule et que le corps fût dans la station verticale. L’animal évitera ainsi d’ètre renversé par l’action de la force centrifuge, comme il pourrait l’ètre, s’il se tenait dans la station verticale. L’animal devra s’incliner d’autant plus qu’il doublera plus rapidement la borne.

143. — Une voiture qui n’est pas, comme l’animal, douée de mouvement spontané, ne pourra se prêter à une semblable manœuvre, et en certains • cas la force centrifuge la fera chavirer extérieurement , c’est-à-dire du côté opposé à la borne. Soient A B la voiture ( Fig. 3o ) , C le point où peut être censé concentré tout le poids de la voiture, ainsi que nous l’expliquerons dans le chapitre suivant, en traitant du centre de gravité-, ce point C sera sous l’inlluence de deux forces : le poids de la voiture qui peut être représenté par la longueur de la ligne verticale CD, et la force centrifuge représentée par une ligne CF. La résultante de ces deux forces sera représentée par la ligne CG 5 en sorte que, dans le cas de la Fig. 30, la force centrifuge se bornera à augmenter la pression supportée par la roue B, en diminuant celle que supporte l’autre roue située sur la droite. Quand le rapport de FC à CD est celui qu’indique la Fig. 31, la roue B supporte toute la pression, et l’autre n’en supporte aucune.

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Enfin , quand la force ccnlrifuge augmente encore, et qu’on sc trouve dans le cas représenté par la Fig. 32, la diagonale CG va rencontrer le sol sur la gauche de la roue B-, et la résultante du poids et de la force centrifuge , représentée en intensité et en direction par cette diagonale, tend à soulever la voiture. Pour le voir plus clairement, imaginons que la force résultante CG soit de nouveau décomposée en deux autres , l’une dirigée suivant CB et l’autre suivant CK, perpendiculaire à C B. La force C B sera détruite par la résistance de la route, mais la force CK tendra à soulever la voiture, en la faisant tourner autour du point d’appui B. Si la vitesse de la voiture et la courbure de la route se prolongent assez pour laisser à la force CK le temps d’amener le centre de gravité au-dessus du point B, la voiture chavirera. La stabilité de la voiture tiendra donc à la grandeur de l’espacement des roues, et au peu d’élévation du centre de gravité au-dessus du sol; car l’une ou l’autre de ces deux circonstances tendra à accroître le rapport de BD à CD.

Dans les courses équestres exécutées autour d’un amphithéâtre par des écuyers qui se tiennent debout sur leurs chevaux, le cheval et l’écuyer s’inclinent sans cesse vers le centre du cercle qu’ils décrivent, pour combattre l’elTet de la force centrifuge, d’après le même principe expliqué précédemment.

144. — Quand un corps glisse en vertu de son poids sur une surface convexe, telle que AB ( Fig. 33 , PI. III), il devrait , à ce qu’il semble , continuer à s’appuyer sur la surface jusqu’à ce qu’il

fût arrivé en B : mais à cause de la force centrifuge qui tend à l’éloigner de la surface, et qui, nulle d’abord au point A , va en augmentant à mesiuv que le mouvement du corps s’accélère, il quittera la surface en un certain point C, situé entre A et B, et que l’on peut déterminer à l’aide de formules rnatbématiques.

145. — L’action de la force centrifuge ne se manifeste nulle part d’une manière plus remarquable que dans les circonstances qui accompagnent le mouvement de rotation do la terre autour de son axe. Supposons que le cercle de la Fig. 34 représente une coupe de la terre , A B étant l’axe autour duquel elle tourne. Chaque particule de la masse décrit avec la même vitesse angulaire un cercle dont le rayon varie , selon la distance de celte particule à Taxe de rotation. La force centrifuge dont la particule est animée se trouve d’autant plus grande que la distance à l’axe est plus grande elle-même. Conséquemment, les particules situées à la surface, prés de l’équateur, ont une force centrifuge beaucouj» plus grande que celle des particules situées près des pôles A , B. Si nous supposons pour un moment la terre fluide , ou entièrement recouverte d’une couche liquide, l’effet de celle différence sera de renfler la surface vers l’équateur cl de l’aplatir vers les pôles, en donnant à peu près à la terre la figure d’une orange. Telle est effectivement la figure que la terre a prise, soit qu’elle ail été primitivement fluide, comme il le parait, soit que les dégradations dé son écorce solide l’aient rapprochée à la longue de la surface de niveau des mers. La Fig. 35 offre