CHAPITRE XVI

La Photographie instantanée et l'étnde des mouvements physiques.

Le physicien et le mécanicien, de même que le physiologue, ont quelque intérêt à déterminer la trajectoire d'un corps. On obtient cette trajectoire toute tracée si Ton photographie par séries un corps blanc se mouvant devant un fond entièrement noir. Des problèmes plus compliqués, tels que le tracé des cycloïdes, dont le calcul demande une certaine somme de connaissances mathématiques, se résolvent facilement au moyen de la photographie instantanée. En fixant sur un disque noir un point blanc et le faisant mouvoir lentement, on obtient sur le cliché photographique la courbe continue, la cycloïde.

Lorsqu'on photographie la trajectoire décrite par un corps qui vole ou qui tombe, il importe de noter le temps, afin de pouvoir déterminer les lois qui régissent les mouvements. Le photographe sait devant quels points du fond noir se meut le corps lumineux, mais il ignore le chemin parcouru par le corps à chaque instant de sa course lorsqu'il se livre à une opération photographique ordinaire.

Pline, à qui nous devons les dispositifs indiqués plus bas, démontrait déjà que ces petits appareils modifiaient les trajectoires, suivant la position de leur centre de gravité, la courbure des ailes, la largeur de leur surface, la longueur et la position de la queue. La connaissance de ces mouvements est d'une graude importance dans l'explication des lois mécaniques du vol planant de -v certains oiseaux.

Si l'on suspend l'un de ces petits appareils par le bout de la queue, qu'on le soulève pour l'abandonner ensuite subitement à

lui-même, il commencera à tomber presque verticalement, mais bientôt il s'écartera de sa voie, il se portera en avant avec une vitesse accélérée que la résistance de l'air régularisera bientôt après. L'espace parcouru par l'appareil est quelquefois très étendu ; il n'est pas rare que pour une chute de 2 mètres, le chemin parcouru soit de 7 à 8 mètres. D'autres fois, l'appareil, après avoir voltigé de côté, remonte à une certaine hauteur, mouvement analogue à celui de certains oiseaux de proie. Ce changement de direction auquel obéit le corps qui voltige doit être attribué à la variation d'inclinaison que subit le corps pendant sa chute. Il est difficile de se rendre compte de ces mouvements se succédant très

Figure 72. - Appareil volant de Pline.

rapidement, car l'œil ne peut juger de ces écarts que d'une façon bien incertaine. Pour déterminer les causes qui modifient la vites.sp de l'appareil dans l'air, il est absolument nécessaire de tracer, par une série d'expériences, la trajectoire décrite; expériences dans lesquelles il faudra modifier l'équilibre, la surface et la forme de l'appareil. La photographie donne tous les- renseignements qu'on lui demande et il pourrait être très utile de communiquer ces résultats à ceux qui s'occupent de la direction des ballons; ils y puiseraient des renseignements précieux. La figure 72 nous fait voir un des appareils de Pline.

Les deux ailes symétriques ont été coupées dans un même papier et sont pliées à angle droit. A ce pli se trouve fixé un fil de fer terminé par une boule de cire ; l'appareil peut se déplacer sur le fil afin d'éloigner ou de rapprocher le centre de gravité des ailes. La queue est faite d'une bande de papier et peut être placée,

Figure 73.

comme les ailes, dans différentes positions. Toutes ces dispositions ont une influence marquée sur la trajectoire parcourue.

Pour connaître dans chaque cas la position et la direction de l'appareil aux différents points de la course, il suffit de la photographier comme il a été dit plus haut. La figure 73 nous retrace

cette trajectoire et enregistre les diverses vitesses acquises par l'appareil volant.

M. Marey (1) décrit la méthode qu'il faut employer pour noter le temps. Au lieu de laisser l'appareil constamment découvert devant le corps lumineux, il convient de l'obturer à des intervalles

Figure 74. - Tracé chronographiaue d'un corps'qui tombe librement après avoir parcouru un chemin horizontal.

réguliers et connus. Par cette action intermittente de la lumière, on obtiendra sur le négatif un tracé brisé.

Pour obtenir une interruption régulière dans l'admission de la lumière à l'intérieur de la chambre noire, on fait mouvoir devant

(I) Développement de la méthode graphique par l'emploi de la photographie, 1 884. p. 42.

l'objectif, au moyen d'un mouvement d'horlogerie, un disque tournant dix fois par seconde autour de son axe. Dans ce disque sont percées dix fentes, ou fenêtres, qui admettent la lumière 100 fois par seconde dans la chambre noire. De cette façon, le tracé photographié accusera des lacunes qui donneront la mesure de l'espace parcouru par le corps lumineux dans 1/100 de seconde. Selon la vitesse du corps lumineux, sa trajectoire sera dessinée par des

Figure 75. - Tracé chronographique d'un corps tombant etrebondissant.

points très rapprochés ou plus ou moins distancés dont l'écartément accusera l'espace parcouru par le corps lumineux pendant l'exposition.

Dans la courbe parabolique [fig. 74) d'un corps jeté horizontalement, nous remarquons que les images sont très rapprochées pendant la première période de la chute du corps, alors que celui-ci

n'a acquis qu'une faible vitesse; peu à peu ces images s'espacent, parce que la vitesse de la chute a augmenté.

Une des fenêtres du disque est plus grande que les autres afin d'obtenir une image plus intense qui puisse servir de point de repère.

Marey a obtenu, au moyen de cette méthode, la trajectoire d'une balle d'ivoire qui tombe sur une table de marbre et qui rebondit ensuite (////. 75). Certains corps subissent pendant leur chute un changement dans leur mouvement sur eux-mêmes, qu'il serait très intéressant de pouvoir étudier. M. Marey a cherché, sans y parvenir, à déterminer les changements de mouvements sur eux-mêmes de certains corps volants dont il étudiait la trajectoire de chute. Ainsi, certains dispositifs en papier, qui ont la forme d'un oiseau, produisent dans leur chute des mouvements fort extraordinaires qu'il serait intéressant de saisir dans l'intérêt de l'étude des mouvements mécaniques du vol des oiseaux.