V. Picard, Quelques réflexions sur la mécanique, p

la masse constante, c’est-à-diresinousexploronscechamp avec un point matériel toujours le méme, les forces qui le sollicitent forment un système de nombres proportionnels aux accélérations. Dans un champ rigoureusement constant les uns et les autres seront invariables. Dans un champ lentement décroissant comme le champ terrestre, on verra les forces et les accélérations dminuer lentement lorsqu'on se déplace du pôle à l'équateur ou qu’on s'élève du niveau de la mer au sommet des montagnes !. De toutes façons, les « forces motrices » élant proportionnelles aux « forces accélératrices », il sera possible d’avoir par les premières une mesure des secondes? et d'en déduire pour tous les cas possibles l'effet du milieu sur un corps donné.

On voit que les forces sont définies par Newton, selon sa propre expression, d’une façon « purement mathématique ». Il faut entendre par là que les forces, comme les masses, et comme toutes les quantités physiques, ne sont qu’une désignation commode de grandeurs expérimentales. Nous constatons dans certaines expériences qu'il y a des éléments plus. propres que d’autres à donner une idée des phénomènes. Ce sont ceux-là que nous choisirons pour en faire la mesure des. autres. Mais ce serait une erreur de croire qu'ils nous renseignent sur la « cause physique » ou sur la « raison » des phénomènes. Lorsque nous sommes convenus de désigner par: force le produit d'une masse par une accélération, nous. n'avons rien fait de plus dans la voie d’une explication concrète que par les conventions de tous points analogues sur les. forces vives ou les moments. Les unes et les autres sont purement nominales et ne peuvent prétendre qu'à abréger le langage. C'est qu'en effet une explication concrète n’est pas ce

1. Principes, L. I, Déf. VIIT, p. 7. « A la surface de la terre où la force accélératrice de la gravité est la même sur tous les corps, la gravité motrice ou le poids des corps est proportionnel à leur masse, et si on était placé en des régions où la force accélératrice diminuât, le poids des corps diminuerait pareillement. Ainsi il esttoujours comme le produit de la masse par la force centripète accélératrice. »

2. Newton désigne par « force accélératrice » ce que nous appelons accélération et par « force motrice » la force proprement dite. Cf. Principes, Déf. VIII. « La force accélératrice est à la force motrice ce que la vitesse est au mouvement, car de même que la quantité de mouvement est le produit de la masse par la vitesse, la quantité de la force motrice est le produit de la force accélératrice par la masse. »

que la physique doit chercher. S'il faut entendre par cette explication la détermination des causes efficaces, il est clair que la science sur ce point ne dépassera jamais les idées du bon sens. Mais nous savons que le but véritable de la Philosophie Naturelle est plus modeste et plus positif. Il s’agit simplement pour elle d'aboutir à un système de signes qui permette une comparaison facile des choses. A cet égard il n’est pas niable que l'idée de la force, définie par Newton, est infiniment plus précieuse que les indications de Descartes ou de ses disciples. On peut même dire que, définissant la force par l'action accélératrice d'un champ constant, Newton ouvrait au mécanisme des horizons que Descartes n’avait pas entrevus.

S'il fallait se limiter comme Descartes à dire qu'il y a force là où il y a choc, il n’est pas certain a priori que le domaine des forces mécaniques s’étende à tous les ordres de phénomènes. Il se pourrait qu'il existât des mouvements dont la propagation fût plus complexe et ne püt se ramener à un échange: d'énergie opéré par le choc des corps. Ainsi la propagation. des ondes liquides ou celle des ondes lumineuses ne se font pas nécessairement sous l'effet d'actions cartésiennes. En définissant la force d’une façon extrêmement générale comme un produit de coefficients donnés par l'expérience, Newton laissait la porte ouverte à une extension graduelle de ses principes. C’est ainsi qu’il lui sera possible de définir les forces de: pression dans un liquide, les forces de résistance dans un fluide, les forces d'inertie dans un corps quelconque, par une voie analogue à celle qui mène à la définition des poids. Il sutfit qu'on puisse dégager des expériences un produit de deux coefficients dont l'un peut s'interpréler comme une masse et l’autre comme une accélération, pour que l'analogie permette d'étendre les notions mécaniques à ces cas nouveaux. Ainsi le mécanisme de Newton ne consiste pas à remplacer loutes les forces par des forces mécaniques, ce qui ressemblerait fort à une hypothèse. Il consiste à faire rentrer les forces de toute sorte, aussi bien les forces mécaniques que les autres, dans un même type d'expression analytique permettant des mesures et des comparaisons. ,

Nous avons dit jusqu'ici que la force se manifeste par le mouvement. Lorsqu'un corps abandonné librement se met en

mouvement de lui-même, nous disons qu’il vient de subir l’action d’une force. Comme il nous est impossible de comprendre qu'un mouvement commence tout à coup si quelque chose ne s'est modifié dans le milieu ambiant, la force nous apparaît d'abord comme liée aux conditions extérieures. Nous disons qu'elle « provient » des corps environnants et qu'elle « s’applique » au corps qui se déplace. De là la désignation de force appliquée (vis impressa) dont Newton fait usage. La force appliquée ou imprimée est « l’action par laquelle l’état du corps est changé, soit que cet état soit le repos ou le mouvement uniforme en ligne droite ‘. » Il est évident que cette force prend naissance avec l’action et disparaît avec elle. Une fois que le corps à subi l'impulsion première, soustrayons-le à l'action continuée du milieu, la force appliquée cessera d'agir. Prenons l'exemple d'un projectile expulsé violemment d’une arme. Tant que la balle reste en contact avec la surface intérieure de l’arme, la force imprimée produit son effet. Sitôt que par la vitesse acquise le contact avec l'arme est rompu, il n’y a plus de force directement appliquée à la balle. Celle-ci continue sa marche, et pourtant il ne s'exerce sur elle aucune force extérieure. Nous faisons abstraction, bien entendu, de l'action de la pesanteur et de la résistance de l'air. Nous nous trouvons donc ici dans un cas paradoxal. Le mobile est soustrail à tout champ de forces et il persévère pourtant dans un mouvement donné. Il y a plus. Nous savons par une expérience séculaire que la vitesse du mouvement va diminuer petit à peut. Au bout d'un temps généralement très court le corps est revenu à son état de repos. Mais Galilée, Huyghens, Newton ont montré tour à tour que ce retour au repos se faisait lui aussi sous l'action d'une force. C’est parce que l’air est un milieu matériel dontlarésistance n'est pas négligeable, c’est parce que l'effet de la pesanteur finit par l'emporter sur celui de la force propulsive que la balle finit par s'arrêter. C'est donc la présence d’un champ de forces très petites qui modifie à la longue le mouvement, et ce fait n’a rien que de conforme avec l’idée que nous nous faisons de la force. Mais si nous supposons la résistance de l'air diminuée jusqu'à Pinfini, si l’action pertur-