CHUTE DES CORPS

Inscription d'un mouvement rectiligne d’un seul sens.

C’est à Poncelet qu’on doit la conception d’une machine destinée à inscrire ce genre de mouvement. La réalisation de l’appareil appartient au général Morin. Cet instrument inscripteur, représenté figure 85, était destiné à démontrer graphiquement les lois delà chute des corps.

Un poids qui tombe porte un style qui trace sur un cylindre tournant uniformément autour d’un axe vertical: la combinaison de ces deux mouvements perpendiculaires l’un à l’autre, dont l’un est uniforme et l’autre uniformément accéléré, donne naissance à une courbe parabolique d’où l’on tire aisément toutes les lois de la chute des corps si laborieusement dégagée des expériences de Galilée, d’Atwood, et de tous les physiciens.

(Pour l’analyse des tracés fournis par celle machine, voy. Technique, chap. in.)

Inscription d’un mouvement rectiligne d’origine quelconque.

La machine Poncelet s’applique exclusivement à l’étude des .lois de la pesanteur ; mais il est important d’avoir un appareil susceptible de traduire un mouvement rectiligne d’origine quelconque. La disposition représentée figure 86 remplit toutes ces conditions.

Un cylindre enfumé est animé d’un mouvement de rotation plus ou moins rapide suivant le besoin; un chariot C guidé dans une glissière porte un style S.

Sous l’influence de la traction d’un fil, ce chariot prend une vitesse plus ou moins grande et trace sur le cylindre la courbe du mouvement qui lui est communiqué. Or, suivant la nature de la force motrice qui tire sur le fil, on obtient dans le tracé, l’expression d’un mouvement lent ou rapide, uniforme ou varié.

Si l’on fait enrouler le fil du chariot sur un axe d’un rouage d’horlogerie d’une vitesse uniforme, le tracé sera une ligne droite dont l’inclinaison sera plus ou moins grande selon la vitesse.

Qu’on agisse sur le fil par un mouvement musculaire, tous les caprices de ce mouvement se traduiront dans les inflexions de la

ligne tracée. Enfin que l’on applique sur le fil une force constanted’unenature et d’une intensité quelconques, la courbe corres-

Fig. 80. Cylindre el chariot munis d’un style traceur, s’appliquant à l’inscription d’un mouvement rectiligne d'un seul sens de vitesse quelconque.

pondant au mouvement uniformément accéléré sera une parabole dont le paramètre variable correspondra à des accélérations plus ou moins grandes. (Technique, chap. ni.)

Mouvement d’une masse soumise à des forces constantes d’intensités différentes.

A la place de la pesanteur, on peut substituer une force constante d’une autre nature, celle d’un ressort par exemple. Soit donc un fil de caoutchouc d’une très-grande longueur tendu par un poids de 100 grammes, il exercera une action égale à celle de la pesanteur, s’il s’agit d’entraîner sur un plan parfaitement glissant une masse ayant elle-même poids de 100 grammes.

La figure 87 montre la disposition de cette expérience. Le chariot, fixé par un fil que l’on brûle à un moment donné, pèse 100 grammes, et est entraîné vers la droite par un poids de 100 grammes suspendu à un fil de caoutchouc réfléchi sur une

poulie. Le cylindre étant animé d’un mouvement uniforme, on brûle le fil, et la courbe tracée est celle qui, dans la figure 88,

Fig. 87. Disposition de l’expérience destinée à inscrire le mouvement d’un corps soumis

à une force constante.

porle le numéro 1. C’est la courbe qu’on eût obtenue en lais-

Fig. 88. Courb's tracées par le mouvement de masses diverses soumises à l’action d’une même force constante.

sant tomber verticalement le chariot sous la seule influence de son poids.

Mais, si l’on appliquait au chariot des forces plus grandes ou plus petites que la pesanteur, on aurait des accélérations, 2 et 3, plus grandes ou plus petites que celle que représente la courbe n° 1. (Voir Technique, chap. iii.)

Vitesse des masses en mouvement.

O.n peut également, sur un petit parcours comme celui du chariot ci-dessus, déterminer la vitesse d’une masse en mouvement. On remplace alors le chariot par la masse elle-même qu’on munit de galets pour qu’elle glisse entre les rails et d’un style qui trace sur le papier. Puis, imprimant au cylindre une vitesse de rotation convenable que le chronographe contrôle, on donne à la masse l’impulsion dont on veut connaître les effets. Cette masse devient une sorte de projectile qui franchit la longueur du cylindre en un temps plus ou moins court, et vient amortir sa vitesse contre l’obstacle placé à l’extrémité de sa course i. Le tracé qu’on obtient est sensiblement une ligne droite, à moins que les frottements du chariot ne soient trop grands, ce qui altérerait l’uniformité du mouvement. L’inclinaison de cette ligne mesure la vitesse du mobile.

L’un des phénomènes les plus intéressants qu’on puisse étudier par cette méthode, c’est la transmission du mouvement d’un mobile à un autre et la production des chocs dont on peut mesurer la durée.

mesure de la durée d’un choc.

Pour faire cette expérience, ou prend deux mobiles pareils à celui qui vient d’être décrit plus haut, tous deux d’égal poids et munis de galets. Placées sur le rail, ces masses portent chacune un style ; quand elles sont en contact, les styles ont leurs pointes très-voisines l’une de l’autre 2.

1. On emploie avec succès la disposition suivante. Le mobile se termine par une pointe peu aiguë qui vient s’implanter, à la ün de la course, dans un morceau de bois tendre. Le mobile est ainsi arrêté, sans choc et sans rétrogradation ni rebondissement.

2. Pour obtenir ce résultat, on donne une grande longueur au style du mobile d’avant et une faible longueur à celui du mobile d’arrière. Les surfaces des mobiles qui doivent se choquer sont planes ou légèrement convexes,