CHAPITRE II

Explication du mécanisme d'une pendule; comment elle mesure le temps.

Les pendules et les montres sont des machines tellement disposées, que leurs roues dentées font leurs révolutions d*un mouvement uniforme, et que les aiguilles portées par les axes (1) do ces roues, marquent les parties da temps sur un cadran divisé en parties égales. Nous allons expliquer, le plus simplement que nous pourrons, comment on dispose ces maciiinés pour mesurer le temps par leur moyen.

La première ûgure de la première planche représente le profil d'une pendule : P est un poids suspendu par une'iorde qui s*enveloppe sur le cylindre ou tambour C, fixé sur Taxe aa, dont les parties £, £, qu*on nomme pivols^ entrent dans des trous faits aux platines TS, TS, dans lesquels ils tournent. (Ces platines sont deux plaques de cuivre qui sont assemblées par quatre piliers ZZ : cet assemblage s'appelle cage. )

(1) On appelle axe les pièces d'acier snr lesquelles od fixe les roues pour tourner comme sur leur centre.

L*action du poids P tend nécessairement à faire tourner le cylindre C, en sorte que, s'il n'était pas retenu, sa vitesse se ferait d*un mouvement accéléré semblable à celle qu'aurait le poids P, s'il tombait librement; mais ce cylindre porte une roue RR dentée ù rocket; l'un des côtés de ces dents arc-boute contre une • pièce qu'on nomme cliquety laquelle est attachée avec une vis à la roue DD, comme on le voit dans la figure 2 \ ainsi Faclion du poids se communique à la roue DD. Le<^ dénis de cette roue entrent dans Tintervalle des dents qui sont formées sur la petite roue dy et tellement qu'elles l'obligent à tourner sur ses pivots ce, (On appelle engrenage cette communication des dents d'une roue avec une autre, et on appelle pignon une petite roue comme celle d. En général un pignon est d'acier.)

La roue EE est ûxée sur l'axe du pignon d,ainsi le mouvement imprimé par le poids à la roue DD est transmis au pignon d, et par conséquent à la roue EE; celle-ci engrènjB dans le pignon e, qui porte la roue FF, laquelle engrène et communique sa force au pignon f, sur l'axe duquel est ûxée la roue a couronne GH, qu'on appelle roue de rencontre; les pivots du pignon /*ne tournent pas dans les trous faits aux

platines mêmes, comme ceux des autres roues ; mais ils tournent dans les trous îaits aux pièces L, M, attachées perpendiculairement à, la platine TS. Enûn le mouvement imprimé par le poids est transmis de la roue GH à la pièce IK, qui communique elle-même sa force à la pièce AB, par le moyen de la branche UX. On appelle pendule celte pièce AB, dont le crochet, situé en A, est suspendu au fil A. Le pendule AB peut décrire, autour du point A, des arcs de cercle en allant et revenant alternativement sur kii-méme : si donc on pousse ce pendule et qu'on l'écarle de son point de repos, Tactioii de la pesanteur de la lentille B le fera revenir sur lui-même, et il continuera ainsi à osciller, jusqu'à ce que la résistance de l'air sur la lentille et la résistance du fil aient détruit la force qu'on avait imprimée, et qu'ainsi le pendule s'arrête ; mais comme il arrive qu'à chaque oscillation du pendule, les dents de la roue de rencontre GH agissent tellement sur les paletiesl^ K (1), qu'après qu'une dent H a imprimé sa force à la palette K, celle-ci permet à la dent de s'échapper; alors la dent G, diamétralement

(1) Les pivots portés par Taxe des palettes roulent dans les trous faits aux talons st.

opposée, agît à son lour sur la palette I, et s'ë cbappe ensuite. Ainsi chaque dent die la roui s*échappe des palettes I, K, après leur avoî communiqué son mouvement, en sorte que l pendule, au lieu de s'arrêter, continue de s< mouvoir et les roues de tourner.

La roue EE fait une révolution par beure le pivot c de cette roue passe h travers la pla fine, il est prolongé jusqu'en r/ sur ce pivot entre à force un canon qui porte la roue NN ce canon sert à porter, par son extrémité r Taiguille des minutes, la roue N engrène dan la roue 0, qui porte un pignon p, lequel en grène dans la roue qq, fixée sur un canon qu roule sur celui de la roue M. La roue q fait ai tour en 12 heures ; son canon sert à porter Tai guille des heures.

Il suit, de ce que nous venons de dire ci dessus, 1° que le poids P fait tourner les roues c qu'il entrelient le mouvement du pendule S** que la vitesse des roues est déterminée pa celle du pendule ; 3° que les roues servent à in diquerlespartiesdulempsdivisé parle pendule

On appelle moteur \q poids P outigent quel conque qui entretient le mouvement des roue et du pendule.

On appelle régulateur la lentille ou pendul

AB, dont le mouvement règle la marche des roues.

On nomme oscillation le mouvement que fait le pendule pour aller de df^oite à gauche, ou pour revenir de gauche à droite, d'une ligne verticale qu'il décrirait s'il était en repos; on voit ce pendule se mouvoir ainsi, lorsque la pendule est regardée de face.

On nomme rouage les roues et pignons qui tournent dans Tintérieurde la cage, et communiquent le mouvement au pendule.-

On nomme échappement Tespèce d'engrenage que font les dents de la roue GH avec les palettes IK.

On nomme roue d* échappement la roue GH, et pièce d* échappem,ent la pièce IKXU.

Lorsque la corde qui suspend le poids P est entièrement développée de dessus le cylindre, on se sert d'une clef pour monter ce poids,* cette clef entre sur le carré Q, et en la tournant du côté opposé a la descente du poids, on enveloppe de nouveau la corde sur ce cylindre. Pour cet effet, le côté incliné des dents du rochet R, figure 2, écarte le cliquet mobile C, en sorte que pendant tbut le temps que l'on remonte le poids, le rochet B tourne séparément de la roue D ; mais aussitôt qu'on cesse de sus-

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peodre e( d*élever le poids, celui-ci agit sur le rochet dont les côtés des dents arc-boutent de nouveau contre le bout du cliquet, ce qui oblige la roue D de tourner avec le cylindre ; le res* sot*t A sert à faire rentrer le cliquet dans les dents du rocbet.

Il nous reste maintenant à expliquer comment on détermine la roue £, dont Taxe porte Taiguille des minutes, à faire une révolution précisément en une heure, et comment on fait aller une pendule plus ou moins de temps. Pour cela, il faut savoir que les vibrations d'un pendule sont d'autant plus lentes que le pendule est plus long : en sorte qu'un pendule qui a S pieds 8 lignes et demie de A en B (figure 1"), fait 3,600 vibrations par heure, c'est-à-dire que chaque vibration est d'une seconde (ou l'appelle, pour cette raison, pendule à secondes)j taudis qu'un pendule qui a 9 pouces 2 lignes et un quart fait 7,200 vibrations par heure, ou deux vibrations par secondes. On donne le nom de pendule à demir-secondes à celui-ci (1).

(1) La longueur d*un pendule battant un nombre d'oscillations en un temps déterminé n*est pas la même en tous les points du globe ni en un môme point du globe, selon qu'on s'éloigne ou s*appro€he plus ou moins du een-

Od voit donc qu'il est nécessaire, lorqu*on vent déterminer une roue h faire une révolution en un temps donné, de considérer le temps des vibrations du régulateur qui doit en régler la marche. Supposant donc que le peiidule AB fait 7,200 vibrations par heure, nous allons voir comment la roue E restera une heure* à faire un tour, ce qui dépend du nombre d& dents des roues et pignons. En donnant 30 dents à la roue de rencontre, elle fera un tour pendant que le pendule fera 60 vibrations; car à chaque tour de la roue une même dentagit une fois sur la palette I, ce qui fait faire deux vibrations au pendule. Ainsi, la roue ayant 30 dents, elle fait faire deux fois 30 vibrations, ce qui fait 60. Il faudra donc que cette roue fasse 120 tours par heure, puisque 60 vibrations qu'elle fait faire à chaque tour sont contenues 120 fois dans 7,200 vibrations que le pendule fait en une heure. Maintenant, pour déterminer le nombre des dents des roues E, F, et de leurs pignons e, f, il faut remarquer qu'une roue E fait d'autant plus faire de tours à son pignon e^

tre de la terre. La loDgueur du pendule à secondes, à l'Observaloire de Paris, est de ^"OOas. {Voir mon article Pendule de Y Encyclopédie moderne , et les dififérenls Traités de physique et de mécanique.) H.... R

pendant qu'elle en fuit un, que le nombre de dents du pignon est contenu un plus grand nombre de fois dans celui des dents de la roue ; car, supposant que la roue £ porte 72 dents et le pignon e 6, le pignon e fera 12 tours pendant que la roue en fera un, ce qui est évident, car chaque dent de la roue fait avancer une dent de pignon : ainsi, lorsque le pignon a avancé de six dents, ce qui fait sa révolution, la roue £ n'a avancé que de six dents. Or, pour que la roue achève sa révolution, il faut qu'elle avance encore de 66 dénis, lesquelles feront avancer 11 fois 6 dents du pignon, c'est-à-dire qu'elles lui feront faire 11 tours, qui, joints ù un qu'il a fait, donne 12 révolutions du pignon pour une de la roue ; par les mêmes raisons, la roue F ayant 60 dénis et le pignon /'6, elle fera faire 10 tours à ce pignon. Or, la roue F, porlée par le pignon e^ fait 12 tours pour un de la roue £ ; le pignon f fait donc 10 tours pour un de la roue F : le pignon /fait donc 12 fois 10 tours pour un de la roue £, ce qui donne 120; mais la roue G, qui est porlée par le pignon f, fait faire 60 vibrations au pendule à chaque tour qu'elle fait; celte roue G fait donc faire 60 fois 120 vibrations au pendule, tandis que la roue £ fait une révolution, ce qui fait 7,200, nombre

de vibrations du pendule en une heure; la roue £ reste donc une heure à faire une révolution : on raisonnera de même pour tous les autres cas. La roue E, faisant une révolution en une heure, on trouvera facilement combien une telle machine pourra marcher sans remonter; car si la roue D a 80 dents et que le pignon d en ait 10, la roue D fera un tour pendant que le pignon en fera 8 ; ainsi cette roue D restera 8 heures à faire une révolulion ; si donc la corde fait trois tours dans le cylindre C , le poids P restera 24 heures à descendre; si elle est enveloppée de six tours, le poids restera deux jours, et ainsi de suite. Mais si Ton suppose que la roue D a 96 dents, et que le pignon c/ en a 8 , alors cette roue restera 12 heures à faire un tour; ainsi la corde étant enveloppée 16 fois sur le cylindre, la pendule ira 8 jours; enfin , si l'on ajoutait une roue et un pignon au rouage delà pendule, et que la roue D, au lieu d'engrener dans le pignon d , engrenât dans ce pignon ajouté j et que la roue portée par ce pignon engrenât dans le pignon e/, alors on aurait une pendule qui irait beaucoup plus de temps qu'elle ne faisait auparavant; car la roue ajoutée ayant, je suppose, 96 dents, et le pignon d 8, cette roue resterait 12 heures à faire un

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tour; et le pignoQ ajouté ayant 8 dents, et la roue D 80, ce pignon fera 10 tours pour un de la roue D. Or, la roue ajoutée qui porte ce pignon fait un tour en 12 heures : la roue D restera donc 10 fois 12 heures à faire une révolution , c'est-à-dire 120 heures, qui font 5 jours ; la corde étant enveloppée de 7 tours sur le cylindre , la pendule ira 35 jours sans être remontée.

Il suit de là que Ton augmente le temps delà marche d'une machine : 1° en augmentant les dents des roues ; 2''en diminuant le nombre de dents des pignons; 3"" en multipliant les tours de la corde ; enfin, en ajoutant des roues et des pignons. Mais il faut observer aussi, qu*à mesure que Ton augmente le temps de la marche d'une machine, le poids ou moteur restant le même, la force qu'il communique à la roue GH diminue en proportion.

Il nous resle à parler du nombre des dents des roues qui portent les aiguilles.

Lq roue E fait un tour par heure ; la roue NN, qui est portée par Taxe de la roue E , fait donc aussi un tour dans le même temps, l^e canon de cette roue porte , comme nous l'avons dit, l'aiguille des minutes. La roue N a 30 dents, elle engrène dans la roue 0, qui a aussi 30 dents et

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le même diamètre ; cette roue reste donc une heure à faire un tour ; elle porte le pignon p, qui a six dents; il engrène dans la roue qq, qui a 72 dents; le pignon p fait donc 12 tours, pendant que cette roue qq en fait un ; celle-ci reste donc 12 heures à faire un tour: c'est le canon de cette roue qui porte Taiguille des heures.

Ce que nous venons de dire sur les révolutions des roues et le temps de la marche d*une pendule, est également applicable aux montres.