L'ÉNERGIE DE MOUVEMENT

Il s'en faut que la loi de conservation énoncée soit valable pour tous les cas où du travail est consonimé et transformé; elle ne vaut, comme on Ta indiqué, que pour les machines idéales, c'est-à-dire pour des cas qui, à proprement parler, ne se rencontrent pas. Mais tandis que dans les machines imparfaites on obtient au moins une approximation de cette loi, il y a par ailleurs d'innombrables cas où elle doit s'appliquer sans que pourtant il puisse être question même d'une approximation de ce

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genre. Si par exemple une pierre tombe d'une certaine hauteur sur le sol, il se consomme une quantité déterminée de travail, égale à celle qu'il faudrait pour remonter la pierre à sa hauteur primitive. Cette quantité de travail semble disparaître tout entière, au moment où la pierre reste immobile sur le sol. Mais nous éclaircirons ce cas plus tard.

On peut aussi diriger la chute de la pierre de telle façon qu'elle puisse remonter ensuite. C'est ce qui se produit quand par exemple on la force, en l'assujettissant à un fil, à se mouvoir en cercle ou à exécuter des oscillations de pendule. Dans ces conditions, elle descend au point le plus bas que le fil lui permet d'atteindre; arrivée là, elle a perdu sa quantité de travail, sans avoir, dans l'intervalle, produit d'autre travail. Mais aussi elle a pris une position telle qu'elle remontera, et (dans le cas-limite idéal) atteindra la première hauteur : à ce moment-là il n'y aura plus de perte de travail. La loi de conservation reprend ainsi toute sa valeur; mais il s'est introduit dans l'intervalle de nouveaux rapports.

Entre la pierre douée d'un mouvement de pendule et la pierre qui tombe simplement de haut en bas, il y a cette différence que la première ne peut rester en repos dans sa position inférieure, mais qu'elle possède une certaine vitesse grâce à laquelle elle remonte. Après avoir atteint de nouveau sa première hauteur, elle a complètement perdu cette vitesse. Il y a ainsi un rapport réciproque entre le travail qu'elle perd et la vitesse qu'elle acquiert, et l'on peut se poser le problème de la représentation numérique de ce rapport. L'expérience nous apprend que dans tous les cas de ce genre il se pose une fonction de la vitesse par rapport à la propriété

du corps appelée la Masse^ et cela de telle façon que la l'onction s'accroît exactement d'autant que le corps a lourni plus de travail et inversement. Cette fonction s'appelle énergie de mouvement du corps. En l'additionnant avec le travail on a une somme constante, et le moyen le plus simple de comprendre ce rapport est de dire que le travail se transforme en énergie de mouvement et réciproquement. De cette façon les totaux parfaitement déterminés des deux grandeurs sont toujours d'égale valeur. Ce n'est là naturellement qu'un moyen abrégé d'exprimer les relations de fait, car on pourrait tout aussi bien admettre que le travail se détruirait pendant que l'énergie de mouvement se créerait réellement à nouveau, et que la destruction de l'une des substances serait régulièrement liée à la reconstitution de l'autre. Mais l'existence d'un lien régulier de ce genre est la seule base de toute relation causale et en ce sens nous avons le droit de considérer la destruction du travail comme la cause pour laquelle se crée l'énergie de mouvement correspondante. En un mot, nous pouvons désigner cette relation comme une transformation.

Ainsi, en tenant compte des cas où le travail se change en énergie de mouvement, la loi de conservation du travail devient la loi de conservation de la somme du travail et de Vénergie de mouvement. Le concept de substance ne comprenait d'abord que le travail : nous sommes forcés alors de l'étendre à la somme de deux grandeurs, et pour ce concept élargi il faut introduire un nouveau nom.

On établirait immédiatement qu'il faut rapporter encore à la loi de conservation, par une extension correspondante du concept, tous les cas de machines imparfaites, où une perte de travail se pro-

(luit sans création d'une quantité correspondante d'énergie de mouvement. Car on a démontré que dans ces cas il se crée quelque chose d'autre, chaleur, lumière, force électrique, etc. Ce concept généralisé, qui embrasse tous les faits naturels, et permet d'exprimer une loi de conservation pour la somme de toutes les valeurs correspondantes, nous l'appelons Énergie. La loi en question s'énonce donc : dans loiil ce qui arrive la somme des énergies données reste invariable.

La proposition qui énonce la conservation du travail dans les machines parfaites, s'établit comme cas particulier idéal de cette loi générale : une machine parfaite serait en effet celle oii le travail se changerait uniquement en travail d'une autre espèce, et non en une forme étrangère d'énergie. Alors, dans l'égalité qui exprime la loi générale de l'énergie, c'est-àdire :

énergie détruite = énergie restituée,

on ne trouverait dans les deux membres que des grandeurs de travail, et l'on exprimerait la loi de conservation du travail. Si au contraire, comme dans le pendule, le travail se convertit par quantités progressives en énergie de mouvement et inversement, l'égalité s'énonce, dans la première période :

travail détruit = énergie de mouvement restituée,

et dans la seconde période, où le pendule remonte :

énergie de mouvement détruite = travail restitué.

Nous n'avions ainsi que dans certaines limites le droit d'appeler le travail une substance, puisque la conservation en est restreinte au cas des machines

parfaites : au contraire nous sommes en droit de donner sans aucune restriction à l'Énergie le nom de substance, car jusqu'ici l'on a pu, dans tous les cas, énoncer la proposition que jamais une quantité d'énergie ne se détruit sans que se crée une quantité équivalente d'une autre forme. Nous devons donc désigner cette loi de la conservation de l'énergie comme la loi fondamentale des sciences physiques. Mais ce n'est pas seulement Tensemble des phénomènes physiques, qui viennent se placer dans le cadre de cette loi (en y comprenant même les faits chimiques) : dans les sciences postérieures encore, celles qui ont rapport aux manifestations de la vie, il faut, jusqu'à preuve du contraire, considérer la loi comme valable; et tous les phénomènes vitaux doivent ainsi y trouver leur formule. Cela répond à un fait sur lequel nous avons déjà plusieurs fois insisté : toutes les lois d'une science ont, leur application dans toutes les sciences postérieures, car les concepts que renferment ces dernières ne peuvent se former que par spécification des notions employées dans les sciences antérieures ou plus générales, c'est-à-dire en y ajoutant de nouvelles déterminations.