TROISIÈME PARTIE

^ 8. De t application des principes de ta mécanique à l'étude des diverse* forces dont peut disposer l'industrie,

TRAVAIL IliCANIQUB.

> Travailler, «dit M. PoDcelet dans son excellente Introduction à la Mécanique industrielle , à laquelle nous «lions faire de nombreux emprunts , « c'est vaincre on ^ détruire , poar le besoin des arts , des résistances telles que la force d'adhérence des molécoles des corps , la ° force des ressorts , celle de la pesanteor, l'inertie de la

• nulière , etc. — User, polir an corps par le frottement , ' le diviser en parties , élever des fardeaux , traîner nne > (oilure le long des chemins , bander an ressort , lan- ' cer des pierres , des boulets , etc. , c'est travailler, c'est ^ Taincre , pendant un certain temps , des résistances sans

• cette renouvelées dans la durée de ce temps. <

Le travail mécanique suppose à la fois une résistance taiocae ou un effort exercé et un chemin parcouru. Il est proportionnel à la résistance lorsque le chemin parcourn est le même , et au chemin lorsque la résistance est constante : il est donc aussi proportionnel au produit de cet deux éléments. Le chemin parcouru doit être metore dans la direction opposée i la résistance.

Lorsque la résistance varie aux différents points du themiQ, on peut la représenter ep ces différents points par les ordonnées successives d'une courbe dont les abscisiet seraient proportionnelles aux distances parcourues. Le travail total sera alors représenté par l'aire de la courbe , aire qoe l'on obtiendra facilement par la méthode de Thomas Simpson (coL 53). L'effort moyen s'obtient en divisant cette aire par le chemin total.

L'élévation verticale des fardeaux fournit l'exemple le plus simple d'un travail mécanique. Tous les autres genres de travaux peuvent être rapportés à celui-là, quelque difTérents qu ilt en puissent paraître au premier coup d'ail. Ainsi le limeur appuie pour faire mordre sa lime , et il exerce un effort pour la faire glisser le long d'un corpt. Il est facile de concevoir que son travail, pourrait n'être pas changé si la lime était chargée convensblenient de manière k mordre , -et qu'il la promenât d'un mouvenieol uniforme le long de la surface horixontale qu'elle doit attaquer. Enfin ce dernier travail est évidemment 1 équivalent de Télévation d'un poids , puisqu'un poids convenable agissant à l'extrémité de la lime et dans la direction du mouvement de cette lime à l'aide d'ane corde et d'une poulie de renvoi pourrait remplacer le moteur animé.

Ce que , d'après MM. Poncelet et Goriolis , nous désignons sous le nom de travail mécanique a été appelé puissance mécanique par le célèbre ingénieur anglais Suieston ; moment d activité , par Camot ; effet dynamique , par Monge et Hachette ; quantité d'action, par Coalomb, Navier et quelques antres.

DIVBBSBS UNITÉS DB TRAVAIL MiCANIQOB.

Le kilogramme étant l'unité de poids , et le mètre l'nnité linéaire , il est naturel de prendre pour unité du travail mécanique celui que l'on dépense lorsque l'on élève k un mètre de hauteur le poids d'an kilogramme. On représente ordinairement les nombres rapportés i cette unité en la faisant suivre des initiales Jr >< w , on Jr. sr , ou simplement k m mises en exposant (col. 31 ). Pour ne pas confondre cette notation, avec celle des exposaola algébriques , nous placerons le premier signe i droite et k côté de^nombres eux • mêmes , de sorte que le travail mécanique qui élève 5 kilogr. à 7 m. de hauteur sera représenté par' 5 Jrx 7mr=35ilrxsR, notation équivalente à 35* X -, ou à 35 *• *' ou enfin à 35 *"• ( prononces 35 kiloqramtnètres).

Il ressort de ces notations même , comme du principe fondamental relatif i la mesure du travail mécanique , qu'il revient ai^ même d'élever 5 kilog. i 7 m. de hauteur que 35 kilog. À l m. ou 1 kilog. à 35 m.

Montgolfier, Hachette et Clément ont pris l'unité de travail égale i un mètre cube d'eau ( 1 000 kilog. ou tonneau métrique) élevé à un mètre de hauteur, et ils lui ont donné le nom d'unité dynamique, de dynamie; M. Co* riolis désigne cette unité par le nom expressif de dynawtode (du grec dynamis^ puissance; odos, chemin).

Mais ces diverses unités s'appliquent au travail mécanique indépendamment du temps. Pour spécifier complètement la valeur d'un travail , il faut avoir son expression pendant un laps de temps déterminé. Aussi a-t-on proposé diverses unités dans lesquelles le temps entre comme élément obligé. Tel est le dyname de M. Ch. Dupin , qui a désigné sous ce nom le travail mécanique nécessaire ponr élever 1 000 m. cubes d'eau à 1 m. de hauteur en 34 heures. Cette unité équivaut i 11 kil. 574 élevés à un mètre de hauteur en une seconde.

Les praticiens préfèrent l'unité connue sous le nom de force de cheval ^ cheval • vapeur ^ cheval dynamique, qui équivaut à 75 kilog., élevés à 1 m. en une seconde ou k environ 6 fois et demie le dyname. Elle correspond k fort peu près à celle que Watt avait nommée unité rouUmén

et qui éqniviut à 33 000 livrai {ivoir du poids) élevées à on pied angliis en one mioale. Elle t été établie diaprés des expëriencet faites sur des chevaux de choix dont la force était mofennement donble de celle des chevaux français : et comme un cheval ne travaille pas plus de 8 heores par jour y tandis que le travail de la machine peut être continué sans interruption pendant 24 heures , on voit qu'une machine de la force nominale de 5 chevaux-vapeur, par exemple , produit réellement Teffet de 30 chevaux ordinaires lorsqu'elle travaille jour et nuit sans interruption.

C0MD1T10.V8 DU TlUVâlL UiCAVIQUI.

Le travail mécanique suppose i la fois une résistance vaincue et un chemin décrit dans la direction de cette, résistance; il suppose de plus que le chemin décrit n*est pas indépendant de Faction de la force motrice et de la résistance. Ainsi un homme qui , placé dans une voilure ou dans un bateau, tirerait sur un point fixe solidement attaché i cette voiture ou à ce bateau , n'exercerait aucun travail mécanique, puisque son tirage ne contribuerait en rien au mouvement.

De même , toutes les fois qu'une force agit en un certain point d'un corps en mouvement sans que ce point cède sensiblement i l'action de la force , le travail dâ i cette force est nul.

Il Ikut en conclure que , dans le transport horiiontal dos fardeiftix, le travail mécanique ne peut être évalué par le produit du poids et du chemin parcouru , puisque ce poids agit dans une direction perpendiculaire au chemin. Hais , quel que soit le mode du transport , qu'il ait lien à l'aide de véhicules ordinaires ou par des moteurs animés , sans intermédiaires , il en résulte toujours des efforts horitonlaux que la force motrice doit vaincre , et qui dépendent , suivant certaines lois , du véhicule , des milieux où il exerce son action , de la vitesse du mouvement , et surtout du poids à transporter. En dernière analyse , le transport horizontal des fardeaux donne toujours lieu, de la part d*un moteur animé, & un véritable travail mécanique intérieur, il est vrai, non apparent, mais qui n'en existe pas moins.

oAPIROmON DU TIAVAIL.

Mais quel que soit le mode de génération on de reproduction du travail mécanique , une partie de ce travail se trouve toujours consommée en pure perte pour l'effet que l'on voulait produire. Pour que le travail employé à la compression d'un ressort supposé parfaitement élastique n'éprouvât aucune déperdition , il faudrait que les intermédiaires qui ont servi i cette compression fassent parfaitement rigides et agissent aux chocs , sans frottements, chose tout â fait impossible. Les résistances dues à l'imparfaite élasticité des corps, sans chocs ou aux détentes brusques , aux frottements , aux milieux , absorbent toujours une portion notable du travail mécanique dépensé pour la production d'un effet quelconque.

Les moteun^ tels que l'eau et la chaleur, supposent eux-mêmes un travail primitif de la nature , bien supérieur à celui que nous en savons tirer. Lorsque nous barrons une rivière pour utiliser la force motrice due i •on volume et i la pente d'une certaine hauteur de son cours , nous n'obtenons qu'une chute de quelques ihètres de hauteur. Or les eAix que roule cette rivière pro viennent de sources plus élevées ; elles sont dues à la condensation des vapeurs autour des sommités de la surface du globe , à leur chute sous forme de pluie, à leur fonte sous forme de neig»; ces vapeurs ont été formées par l'influence de la chaleur solaire qui les a élevées dans ratmosphère à une hauteur incomparablement plus grande que celle de la chute d'eau. Appliquons ces considérations à la recherche de la quantité de travail que

doit dépenser cette chaleur pour produire la quantité de pluie qui couvre annuellement nue superficie de 4 kilom. de côté en carré ; nous trouverons, avec H. Pooceict, qu'en supposant de 0°^ 50 la hauteur moyenne de ploie tombée , et de 1 200 m. la hauteur des nuages d'on eBe tombe, la quantité de travail cherchée représente un travail uniforme et non interrompu de 4 056 chevaux-vapeur environ.

COirSOMIlATION DU TRAVAIL PAR LIiriRTn. PRIXCIPI DE U TRAKSinSSION DU TRAVAIL MÉCANIQUE OU DBS roaOS VIVXS.

Les principes de U dynamique (col. 128 et sniv.), combinés avec les précédents (col. 1 26 et sniv. ) , permettent d'apprécier la quantité de travail qu'il faut dépenser pour engendrer nue certaine vitesse dans as corps ou pour vaincre l'inertie de ce corpa. Kn effet , n un corps dont le poids est p tombe d'une hanlenr k , U quantité de travail développée par la pesanteur pour produire cet effet, et consommée par l'inertie du corps, son pour expression pk. Mais on sait que la vitesse o acquise au bout d'un certain temps et Fespace h parcoura pir un corps pesant dans le même temps sont lié* ensemble par la relation :

Le travail a donc aussi pour expression p^ ou ||»2 ou J»tr2

Ainsi la quantité de travail développée par la pesanteur pour produire la chute verticale d'un corps est égale i la moitié de la forée vive (col. 126) imprima aa bas de cette chute ; ou en d'autres termes, la force vive imprimée est le double de la quantité de travail dépenser par la pesanteur.

Ce principe est général ; il a lien encore pour on moa* vement opposé à la direction de la pesanteur, et iDeme pour un mouvement varié quelconque et pour une force motrice différente de la pesanteur , enfin il peut s'appliquer à deux instants quelconques du mouvement d'us corps, et il donne lieu alors à l'énoncé suivant, qui rcsferme implicitement toute la science du calcul de Teffft des machinas :

■ La perte ou le gain de vive force éprouvée . entre

• deux instants quelconques, par un corps dont le mon- " vement varie , est le donble de la quantité de trarail o développée dans cet intervalle, par l'inertie du corps ^ ou par la force motrice égale et directement coa-

• traire. >

En appelant travail moteur celui qui est dû aux forces motrices , et travail rétistant celui qui résulte des résistances de différents genres, telles que l'inertie, les frottements, etc. , on peut encore énoncer le principe n ces termes :

■ Dans tout corps ou système de corps en mouvemeot, » la différence entre les quantités de travail molenr et o de travail résistant développées pendant un lape qnel- « conque de temps, est égale â la demi-variation épnm- " vée par la somme des forces vives de toutes les masses « du système pendant le même temps. «

En considérant le système entre deux époques pour lesquelles la variation des forees vives est nulle , ce qui arrive , comme cas particulier, toutes les fois qu'il repasse par les mêmes circonstances et les mêmes vitesses, on voit, d'après le second énoncé ci-dessus, que le trtvail moteur devient égal au travail existant Cest ce résultat qui a fait donner au principe précédent le Dom de principe de la transmission de Jt action ou du trarail mécanique.

II est encore connu sous le nom de principe ^hUraî des forces vives, qu'il ne faut pas confondre avec celui de la conservation des forces vives , de Huygcns (col.

MÉCANIQUE. —MAGHIIVES.

126); car ce dernier na lien que tons certaines rettriclions particalièrea, tandis que le premier talMitte, tans condition , quand on ne néglige aucune des actions qui peufenl naître soit de la râction réciproque des corps du système , soit de la nature de leurs liaisons on de leurs mouwements, soit enfin des causes ou forces étrangères qui feraient changer à chaque instant les conditions de cette liaison.

DD UOUVIUENT PSRPéTUKL BT DB SON IMPOSSIBILITE.

Le principe de la transmission du travail montre que le travail résistant peut tout an plus devenir égal an travail moteur, dans un système de corps en mouvement, mais qu'il ne peut jamais le surpasser. 11 est donc clair qu'une machine ne produira jamais plus de travail mécanique qu'on ne lui en aura confié ; et même, en égard ans résistances passives de tout genre, dnes aux frottements, aux flexions , à l'imperfection des ressorts , aux milieux ambiants, etc., on ne retire des meilleure^ machines , dans les circonstances les plus favorables, que 7 ou 8 dixièmes* du travail mécanique dépensé pour les faire mouvoir. Beaucoup de machines absorbent en pure perte la moitié ou les trois quarts du travail moteur. Le rapport du travail produit an travail moteur, ou \tftt utile ^ est donc toujours une fraction dont la limite supérieure est l'unité.

L'absurdité du mouvtMunt perpétuel devient manifeste d'après leè considérations précédentes. Ceux qui poursoivent cette chimère se proposent de trouver un appareil au mojenjduqud nne force motrice, appliquée une fois pour tontes, puisse produire un travail indéfiniment prolongé. Us cherchent donc un effet plus grand que sa canie, nne propriété directement opposée à celle de rinertie de la matière. Or, nous ne pouvons pas même réussir i prolonger au delà de quelques heures un mouvement qui ,' sans produire aucun travail nouveau, se conserve en vertu de la force qui a été employée primitivement à le produire. C'est ainsi que les oscillations d'an pendule placé dans le vide , et reposant par des couteaux d'acier sur des plans d'agate , sont peu i peu aoésnlies par les résistances , si faibles qu'elles soient , dn frottement et du milieu.

De simples considérations de statique suffisent pour faire pressentir et concevoir l'impossibilité d'augmenter le travail à l'aide des machines. Il est évident, en effet , que, dans toutes les machines simples ou composées, telles que le levier , les moufles , les roues dentées , le cric Je plan incliné, lavis, etc. (col. 105 et sniv.), ce que l'on g^gne en force de pression , dans un point déterminé , on le perd en vitesse. Cela ressort des conditions d'équilibre particulières à chaque machine , et du prindpe générai des vitesses virtuelles (col. 119). «Donoei-moi un point d'appui, disait Archimède, et je sonlèverai le monde. • Pour apprécier à sa juste valeur cette assertion, qui, d'ailleurs, est fondée, mathématiquement parlant, on peut faire le calcul suivant : Un homme «t muni d'un levier sans pesanteur et d'une résistance indéfinie, dont le point d'appui n'est qu'à un mètre de rextrémité du petit bras qui agit sur le globe terrestre , et dont le^pnnd bras est égal à environ 1 800 fois la disttnce des étoiles les pins rapprochées de nous , en les ■apposant à une distance telle que leur lumière, qui parcourt 300 000 kilom. par seconde, emploie trois ans i nous parvenir. Cet homme agit à l'extrémité du grand bras de levier avec une vitesse d'un mètre par seconde et on effort constant de 30 kilogr. Il lui faudra plus de 3 000 ans pour soulever la terre de la millionième t^vtie d'un millimètre ! On suppose ici que la densité

moyenne de notre globe n'est que quatre fois et demie celle de l'eau, ce qui est encore au-dessous de la vérité.

UBSDRB DIBBGTB DU TRAVAIL M^ANIQqS DBS IIAGRIMBS MS MOUVBMKVT.

L'élévation d'un poids à nne certaine hauteur, dans un temps déterminé , donnerait évidemment cette mesure ; mais ce moyen est incommode et exigerait d'ailleurs des corrections dnes aux frottements des poulies de renvoi et à la raideur des cordes. Le frein d^namomàtti^ que^ dû au savant U. de Prony (fig. 1), n'a pas cas in-

convénients. Il se compose d'une espèce de manchon en bois que Ton adapte à frottement sur l'arbre tournât principal de la machine dont il s'amt de mesurer la force. Un contre-poids est placé à un bras du levier qui dépend du manchon , de manière à empêcher le monvement de rotation que ce manchon tend à prendre sous l'influence de l'action de l'arbre tournant Des bonlons adaptés an manchon permettent 'de le serrer plus on moins, et d'ailleurs on peut faire varier la distance è du centre de gravité du contre-poids P à l'axe de l'arbre tournant, jusqu'à ce que le bras de levier b reste horisontal. Si le manchon est parfaitement symétrique des deux cdtés de la verticale , et que le nombre de tonrs dans l'unité de temps soit de n, la quantité de travail produite par la machine dans ce même laps de temps sera S ir }i è P, résultat indépendant dn frottement

L'examen comparatif de la figura et de la formule fait comprendre que le travail produit est le même que si nne corde tendue par un poids P était enroulée autour d'un tambour de rayon b faisant n toun dans l'unité de temps , ou encore le même que si le poids P était soulevé', dans l'unité de temps, de n fois une hauteur égale au développement 2 ir 6 de la circonférence qui a pour rayon b.

DISTi:«GT10N BNTRI LBS D1VBR8B8 PABTIB8 DBS MACUtVBS.

Dans une machine on distingue :

1<* Le récepteur on partie du mécanisme qui reçoit directement l'impulsion du moteur. C'est la roue hydraulique dans la plupart des machines mues par l'eau ; ce sont les ailes dans un moulin à vent ; c'est la manivelle dans un treuil que fait tourner un manœuvre. ' 1° Les opérateurs on outils qui agissent sur la matière à confectionner on à déplacer. Tels sont les meules dans les moulins à moudre, les pilons dans les machines à bocarder les minerais.

30 Les organes intermédimret qui établissent la communication du mouvement entre les récepteurs et les opérateurs , qui servent à le régulariser, à l'arrêter ott généralement à le modifier d'une manière quelconque.

L'expérience prouve que ces dernières pièces exercent en général peu d'influence sur le travail transmis par elles , dans toutes les machines qui sont bien construites et où elles ne sont pas trop mnltiplîées. Il n'en est pas

tC7

IXSTRUGTIOX POLR LE PËLPLE.

éi mèÊÊft des peitet de trtTail qui ont lieo sur le réceplear cl tnr YvM ; ellet forment presque toajoort une Tnctioa ooosidértble de 1« force dépensée ptr le motenr. àmaà rétabiMsemcnt do réceptenr el celui dn moteur flont-ilt ce qui importe le plus dans rétablissement d'une

LaeOBliooité et runiformité des mouvements, Tab- •cnce de chocs et de secousses, sont, en général , les caractères les pins essentiels des bons opérateurs, et surfont des bovs récepteurs. Il y a cependant des exceptions pour les ans comme pour les autres. Ainsi le bétier AyérmmUqme, Tun des meilleurs récepteurs que Ton possède pour utiliser la force des chutes d'eau , dans certaines conditions, n'agit que par chocs; et pour brojer une foule de matières dures et fragiles à la fois, teller que des gangues de minerais, les boeardê qui agissent par chocs et alternativement, sont bien préférables à des broyeurs qui agiraient d'nne manière continue comme la meule d'un moulin , comme le moulin à café.

Nous avons déjà passé en revue les principaux organes intcrmédiairee ou de modification des mouvements, en les considérant an point de vue géométrique, qui est le plus important rn ce qui les concerne, d'après ce que nous venons de dire. Quant aux opérateurs, dont le détail concerne en particulier chaque industrie, comme la métallurgie, la filature, le tissage, etc., nous n'avons pas à nous en occuper dans un traité de mécanique générale. Restent donc seulement les récepteurs.

Nous allons passer en revue les principaux, d'après la nature des forces qui j sont appliquées. Ces forces se classent naturellement en wtoteun aniwU» et moteun ina»

Les moteurs inanimés comprennent les chutes d*eau , la force dn vent, celle de la chaleur, celle de l'électricité, enfin les forces emmagasinées, telles que celle des ressorts bandés, des poids élevés qui retombent, etc.

TRAVAIL ItÉCANlQUB DBS UOTBCBS AWIUÉS.

La force musculaire de l'homme et des animaux est celle dont Tindostrie a commencé à se servir. La quantité de travail qne les moteurs animés peuvent produire chaque jour varie suivant le mode de leur emploi et selon les circonstances ; mais elle est , dans chaque cas , susceptible d'un Mnximimi à égalité de fatigue journalière ; on , en d'autres termes , il existe une vitesse dn point d'application , un effort et une durée de travail qui sont les plus convenables pour l'effet utile.

Le produit que l'on obtient en multipliant la vitesse moyenne en mètres par seconde du point d'application du moteur, par l'effort moyen en kilogrammes et par la durée totale du travail journalier en secondes, est ce que Ton appelle la quantité d'action journalière des animaux.

Les valeurs de cette vitesse , de l'effort et du temps ont des limites nécessaires qu'il n'est pas possible aux animaux de dépasser, et dont s'écartent notablement les valeurs qui correspondent au uuunmum d'efet utile relatif à chaque cas. Ainsi la limite dn temps parait élre de 18 heures par jour, ou le double de la durée ordinaire et la plus avantageuse du travail ; c'est-à-dire que , quelle que soit la petitesse de la tâche journalière exigée d'un moteur animé, il ne pourrait supporter chaque jour, sans inconvénients graves pour sa santé , plus de 1 8 heures de veille et de présence sur les ateliers. Quant à l'effort , sa limite varie entre le triple et le quintuple de la valeur qui convient an maximum d'effet , selon les circonstances ou la durée pins ou moins prolongée de cet effort Enfin la vitesse limite varie aussi en raison de la dorée totale du uionvemeot, el est comprise, pour l'homme, entre quatre et sii fois , pour le cheval , entre douse et qninse fois la vitesse la plus convenable an travail.

Lorsque las deux pramiers éléments augmentent à la

fois an delà des limites correspondant an maxinom d'rfTrt ntile , la durée dn travail journalier diminue rapidcœoL liais cette faculté que possèdent les moteurs aaiméi de pouvoir augmenter jusqu'à un certain point la quaatitr de travail dans un laps de temps très -court, de donner on coup de eoliier^ n'en est pas moins précieuse dus beaucoup de circonstances.

Contrairement à l'opinion de Coulomb , il pareil qat le mode d'action continu des moteurs animés donne on produit journalier moins considérable qne le mode à'xtion intermittent.

Voici l'indication des quantités de travail joamaiirrei qne peuvent fournir les moteurs animés dans divtnef circonstances.

!• iUrolÎM vertkûtê des poidi. é,

Un bomm« moaUnt aa« rtmp* dovec oo ■■ Mcalier, mu firdMO, MB tratut eoaiitlaatdaas rélératioD da poids d» mû eerpt

Un BMDvafN éUfant dM poids atM «oc Mrdo et ODC poslio. ec qoi l'oblige k faire deela eorde i «ide.

Un BBanaoffre éleranl dos poids on les sonlei ant atec la BBain

Un mancenvre élevant dos poidi en les portant sor Mn dot an hant d'nne rampe douce on d'nn escalier et revenant à vide ........

Un nansovre élevant des auitériaax avec nue bronelle en montant onc ranpe an 1/li , et revenant i vide

Un manoravro élevant dM tenw à la polie à la hanfenr Doronne de 1*60

i* Aetiam mr Uê «ocUm* «I e«fil«.

Tf TW 72 440

Ini villes on i I

1« An nivMo de Taxe de la rone

9« Vers le bat de la rone on i S4«

Un iMn«B«vre marokant ol powMBi o« tinal horisonlaleMent d'nao manière ooalinoe ....

Un manœnvre agisMnt sur une manivelle . .

Un maoœnvre exercé poosMnt et tirant alternativemoBt dans le sons vertieal (fig. S el S) . .

Un càeval attelé i oae voitare et allant an pas. Id. id. id. an trot.

Un ebeval attelé i nn manège et anant an pu. Id. id. id. aatML

Un botnf attelé i nn manège et allant an pu.

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11 peut être aussi utile de connaître l'effort qu'un ounœuvre est capable d'exereer pendant un court interralk de temps sur certains appareils oo outils. La raleor rn est donnée dans la table ci-après , que nons empronlons à l'excellent Aide^Mémoire de mécamiqMe pratique dr M. A. Morin.

Table des tjjortt qu'un manœuvre de forée ordinaire peet exercer pendant un court intervalle de temps.

Désignation des instmmcnU. ki%

Une plane. ^^

l'ne tarière avec les

deux mains ^

Une clef d*écnML . . 38 Un étau ordinaire an

agissant sur la def. . . 33 Un ciseau on un foret

dans le sens vertical . . 33 Une manivelle (fig. i) 30 ^Une tenaille on une

pince en agissant par comprcsaion.

•gie-

MÉGANIQUE. ^ MACHINES.

Un rabot & mtÎD 93

Un étan à miio 90

Une id* i niftin 16

Un vUbreqnin (fig. 5). . . . 7 Un petit tournevis, on en toornant arec le ponce et les

doigta. 6

Il résulte de la première de ces tables que l'elTet utile du mancBuvre employé & élever des terres i la pelle n est qu'environ la moitié de celui qui se rapporte à l'élévation des poids à la main ou k l'aide d'une corde pMsant sur une poulie, et seulement les 8/9 et les 2/13 de ceux qu'il produirait s'il était employé à faire tourner la manifelle et les roues i chevilles ou à tambour. Le travail journalier de l'homme qui laboure la terra à la' bécbe n est que de 34 330 kXmti encore moindre, par conséquent, que celui du pelleur.

Il résulte de la même table que la plus grande quantité de travail que l'homme puisse développtr journellement sans trop augmenter sa fatigue, consiste dans l'élévation du poids seul de son corps. Cette quantité égale à 280 800 > X M est 7 fois au moins celle du simple pelleur, et surpasse presque des 9/3 celle du manœuvra employé à tourner la manivelle. Aussi Coulomb a-l-il fait observer que, pour utiliser cette quantité de travail disponible, il ne s'agit que d'employer la descente du poids de rhomme à élever un fardeau égal an sien propre , de It hauteur à laquelle il est parvenu à chaque fois. Ce principe a été appliqué avec succès à plusieurs grands travaux de terrassements. Ainsi pour le creusement du hstsin Vaoban, au Havra, en 1840, les manceuvres gravissaient le long de rampes douces les talus de la fouille du bassin ; et, quand ils étaient parvenus à la partie supérienra , ils se plaçaient sur un plateau à roulettes que leur poidis entraînait jusqu'au fond de la fouille , et qui sgissait, par une corde enroulée autour d'une grande poulie de renvoi, sur un plateau semblable qui remontait en emportant avec lui des brouettes de terre. Quelques années auparavant , à Vincennes , où il s'agissait d'approfondir le fossé, les honunes placés dans une benne vide élevaient une benne pleine de terre, placés de l'autra cMé d'une poulie de ranvoi verticale; puis ils remontaient eux-mêmes par des échelles verticales appliquées contra l'escarpe. Dans cette circonstance on a trouvé [qu'un maneravra produiaait moyennement 282 100 ib X « en élevant 310 fois le * * poids de son corps (70 kilogr. ) à la

hauteur de 13 mètres. On trouverait seulement 261 950 kXmtn fixant à 63 kilog. le poids moyen de l'homme

On a établi, d'après le même principe, des pompes à double effet destinées i l'ascension de l'eau. Un balancier mobile autour de son axe horisontal porte i ses extrémités les. tiges des pistons de deux corps de pompe. Un homme marche alternativement en sens Gontraira sur le balancier muni d'un plancher cou- I venable , et liii imprime un mouvement oscillatoira qui détermine le jeu des pompes.

Les roues i chevilles (fig.

7) et à tambour offrent une confirmation du même principe, puisque l'homme agit pv son poids. Mais elles sont très-coûleoses, très-

gênantes , et donnent lieu & des étourdissements et à des dangen de toute espèce.

Dans les prisons anglaises on emploie des rouas de 1™30 à 1">50 de diamètra en noyau, mais très-larges et monies extérienrament de marahes comprises entra deox couronnes cireulairas, et sur lesquelles les hommes montent souvent au nombra de 20, en s'appuyant des mains contra une perche placée à la hauteur de la poitrine. La tâche journalière de chaque prisonnier consiste moyennement à monter 50 marahes de 2 met. de hauteur par minute, ou 3 000 par heure , et i répéter ce travail pendant 7 heures parjour. Cette tâche équivaut i 7 X 3 000 X 0,2 X 65 = 273 000 kXm, nombra qui surpasse de 1/1 5 environ ceux des roues à chevilles ou i tambour mentionnées au tableau, et qui a été obtenu dans les prisons de Brixton. Des roues de ce genra ont même produit jusqu'à 342328 k Xm. Le travail mécanique qui résulte de l'emploi de ces roues est utilisé dans les prisons anglaises pour moudra du blé , filer du coton , etc. En France on préféra avec raison mettra i profit l'adresse et l'intelligence des prisonniers, de maniera i leur créer ponr l'avenir un état qui puisse les détourner de leurs habitudes vicieuses.

On a tenté quelquefois d'utiliser les animaux en les faisant agir par leur poids sur des plateaux circulaires tournant autour d'axes inclinés de 5 à 10» sur la verticale. H. Poncelet a vu en Pologne un système de ce genra mu par un bmuf de forte taille , et qui était employé i faire tourner deux équipages de meules à farine, d'environ 1 met de diamètra sur 1 5 oentimèt. d'épaisseur, i raison de 100 & 120 toun par minute.

Hais ce mode d'action ne parait pas offrir d'avantages sur l'attelage & un manège ordinaire (fig. 8).

Les eflets utiles jouroalien que peuvent produire les moteura animés dans le transport horisontal des fardeaux sont ran fermés dans le tableau suivant.

Ub boiBBC atrchtBt lor ao ehamin berison- Ul. MOI fardeao , ion tratall coniitiant dans le tranapori da potdt de m» Mrpa . .

L'd iiian««frt traaaportavt dei vu

lalérlasi dana aoe petite ebarrette on camioa i deai roseï, et revenant k flde ebereber de nonvellei cbargei.

Un manaaTra tranaporiant des oMtériaos dana nne broaetle , el reienaal A f id» ebereber de noavellea cbargea

Un homme voyageant en portant dei fardeaoi B«r aoB doa ^

Un manmovre tranaporUnt dei maléilani aw aon doa, et revenant & vide ebereber de noavellea ebargei A

Un nanvavre tranaportant dea fardeaai anr nae eivière. et revenant i vide «bereber de noovellea ebargei 10

Un manvovre emplofé i Jeter de la terre an moyen de la pelle i 4 m. de diaUnee boriaontele.

Un cbeval txaniportant dea fardoani aar «ne ebarrette . et marchant an pas continnellemeal chargé

Un cbeval attelé i aoe toitore et marchant an trot eontiaaellement chargé 4..5

Un cheval tranaportant doa fardeau aar one charrette aa pai , et revenant i vide ebereber de noavellea ebaigea 10

Un cbeval ebargé aar le doa «t allanl aa paa. 10 Id. id. id. aatrot 7

Ce travail ne doit pas êtra confondu , dans ses effets numériques, avec le travail mécanique véritable, tel qu'il a été défini plus haut Cependant, dans le cas d'un effort exereé par un simple tirage , il est possible de calculer ou même d'observer diractement la valeur de ce tirage , en kilogr. , et d'en conclure, en unités dynamiques ordi-

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