C. Mesure des vitesses

Sachant mesurer des longueurs et des temps, on est outillé pour mesurer les longueurs parcourues pendant des temps donnés, c*est-à-dire les vitesses moyennes. Mais il y a des appareils spéciaux permettant, dans des cas spéciaux, des mesures de vitesses spéciales. Par exemple, Vanémomètre permet de connaître la vitesse du vent {fig, 12). Le taximètre {fig. 13), utilisé en général pour fixer le prix des courses en flacrè, peut, accompagné d'une montre, faire connaître la vitesse du véhicule, etc. De même, le podomètre

peut servir, grossièrement, il est vrai, à faire connaître la vitesse de la marche d*un piéton.

D. Mesure des masses,

La mesure des masses se fait par comparaison avec des masses graduées servant d'étalon. Les masses égales étant soumises, en un même point de la terre, à des attractions égales, pèsent également sur un objet résistant donné. Lorsqu'une masse donnée aura produit, par son poids, un effet donné, il suffira de la remplacer par des masses graduées jusqu'à ce que le même effet soit produit; on en conclura à Tégalité de la première masse et de la somme des masses graduées employées.

Cette comparaison peut se faire au moyen d*un grand nombre d'appareils. Le plus usité est la balance {fig, 14 à 17). On mettra dans un plateau la masse à évaluer, et on lui fera équilibre en mettant dans l'autre plateau des objets quelconques (grains de plomb, limaille, etc.) jusqu'à ce que le fléau soit horizontal. Cela posé, on retirera la masse inconnue et on la remplacera par des poids gradués jusqu'à ce que le fléau redevienne horizontal. La masse des poids gradués donnera le nombre cherché. C'est là la méthode de la double pesée ou méthode de Borda. Elle peut s'exécuter avec toute balance sensible.

Si Ton a affaire à une balance très bien construite et entièrement symétrique, on peut simplifier la méthode précédente ; on met alors la masse à évaluer dans l'un des plateaux et les poids marqués dans l'autre jusqu'à ce que le fléau soit horizontal. Mais cette méthode est toujours dangereuse; elle est employée dans le commerce quand il ne s'agit pas d'effectuer des pesées très exactes.

Tout corps qui se déforme régulièrement sous l'influence d'une pesée peut servir à comparer des masses. Les dynamomètres {fig. 18 et 19) sont des ressorts dont la déformation est facile à observer. Il surOt de remplacer une

LES APPAREILS DE MESURE

Fig. 11.

Rg. 9. — Pendule. Fig. lo. — Horloge. Méti-onome Maelzel.

Fig. 12. — Anémomètre à cadran. Fig. 13. — Taximètre. Fig. u.— Balance de torsion.

j Fig. 15. — Balance ordinaire. Fig. 16. — Balance de précision.

masse inconnue par des masses graduées pour effectuer une mesure au moyen d'un dynamomètre; on simplifie encore le fonctionnement de ces appareils en les graduant, une fois pour toutes, au moyen de poids marqués; mais cette graduation empirique ne donne aucune précision, car le ressort peut changer d'élasticité au bout de quelque temps.

Au lieu de mesurer un effort produit par Tattraction de la pesanteur, on peut se proposer de mesurer d'autres efforts, et, quoiqu'il ne s^agisse plus ici de masses, les dynamomètres pe^oiu conduisent naturellement aux autres dynamomètres. L'un des plus célèbres et des plus utiles aux physiciens est la balance de torsion (fig. 14) dans laquelle on se propose de faire équilibre par des efforts convenables à la torsion d*un fil métallique formant ressort. La balance de torsion est utilisée pour les mesures électriques.

E. Mesure des pressions.

Les appareils destinés à la mesure des pressions peuvent être simplement basés sur le fait qu'une colonne de mercure fait équilibre à une pression donnée, et crott dans le même sens que la pression. On a vu dans la deuxième partie de cet ouvrage quelle part de convention se dissimule sous l'habitude de définir la pression par la hauteur d'une colonne de mercure évaluée en centimètres, ce qui fait d'une force une grandeur additive.

La pression atmosphérique se mesure au moyen d un baromètre à mercure {fig, 20), c'est-à-dire d'un tube de verre fermé à l'extrémité supérieure et reposant sur une cuve à mercure; la colonne de mercure qui est dans le tube est surmontée du vide barométrique et fait ainsi équilibre, à elle seule, à la pression extérieure.

Les pressions des machines à vapeur se mesurent au moyen de manomètres. Le manomètre à air libre {fig, 24) indique par une hauteur de mercure la pression qu'il faut

LES APPAREILS DE MESURE

Fig.18.

Dynamomètre de Poncelet.

Fig. 19.

Dynamomètre à ressort.

Fig. 80.

Baromètre.

Fig. 21. — Baromètre anéroïde.

Fig. 23.

Manomètre de Bourdon.

Fig. 25.

Balance hydrobranches, statique. Fig. 26. — Sondeur Thomson.

Fig. 27.

Manomètre

à air comprimé.

ajouter à la pression atmosphérique pour avoir la pression dans Tintérieur de la machine.

D'autres baromètres et manomètres l baromètre anéroïde {fig, 21), manomètre de Bourdon {fig. 23), sont basés sur la déformation d'une enveloppe métallique close et gradués empiriquement par comparaison avec des appareils à colonne de mercure.

Le manomètre à air comprimé {fig. 27) est une application de la loi de Mariotte; on peut d'ailleurs aussi le graduer empiriquement.

Une application curieuse du manomètre à air comprimé est le sondeur Thomson {fig, 26) qui sert à connaître la profondeur de la mer sans arrêter le navire. C'est une lourde masse métallique qu'on laisse couler jusqu'au fond de la mer en la retenant au moyen d'un fil desonde; le fil desonde n'est pas vertical puisque le navire marche, et sa longueur n'indique pas la profondeur du lieu. Mais la masse métallique contient un tube formant manomètre à air comprimé et dans lequel pénètre l'eau de mer. Une substance colorée enduisant Tintérieur du tube et que leau de mer détruit indique à quelle hauteur l'eau est montée dans le tube; un calcul fait connaître la pression et par suite la hauteur d'eau correspondante.

L'hypsomètre, qui sert à évaluer les hauteurs des montagnes par la mesure des pressions, est un appareil de mesure indirecte qui sera étudié ullérieurement.