CONSIDÉRATIONS GÉNÉRALES SUR LA PESANTEUR

Définition de la pesanteur. — Un corps abandonné à lui-même tombe et vient frapper le sol qui l'arrête. Il obéit ainsi à l'attraction que la terre exerce sur lui, car la matière attire la matière.

Un physicien anglais , Cavendish , a démontré ^ expérimentalement l'attraction qu'une grosse sphère de plomb exerce sur une petite. L'illustre Newton a établi cette grande vérité qui sert à expliquer les mouvements des corps célestes : les corps s'attirent proportionnellement à leurs masses, c'est-à-dire à la quantité de matière qu'ils contiennent, et en raison inverse du carré de leurs distances.

La pesanteur n'est qu'un cas particulier de l'attraction universelle.

Direction de la pesanteur. — Dans l'étude d'une force, on recherche sa direction, son point d'application et son intensité.

La direction de la pesanteur se détermine avec la plus grande facilité ; attachons un corps pesant „ 28 à un fil que nous soutenons (fig. 28), et attendons ' " <iue le corps soit devenu immobile ; la ligne tracée l r °m *' dans l'espace par le fil représente la direction de la force ?ui sollicite le corps; cette ligne est la verticale; l'appareil

est un fil à plomb. Les corps tombent suivant la verticale. Dans un vase assez large, plein d'eau, on plonge le corps pesant d'un fil à plomb. On reconnaît, avec une équerre, que l'angle formé par le fil et une ligne quelconque menée dans la surface est un angle droit; ainsi la verticale est perpendiculaire à la surface des eaux tranquilles que l'on appelle surface horizontale. Deux verticales voisines sont parallèles, car elles vont se réunir au centre de la terre distant de 1500 lieues, c'est-à-dire que le point de rencontre est si éloigné, par rapport à la distance qui sépare les lignes, que nous n'avons aucun moyen assez exact pour reconnaître qu'elles sont plus rapprochées à leurs extrémités inférieures qu'à leurs supérieures.

Niveau des maçons. — Cet instrument est composé d'un cadre de bois en forme de rectangle (fig. 29), dont deux côtés sont prolongés d'une longueur égale; à la moitié supérieure de la

barre BC, est Vixé un fil à plomb ; lorsqu'on place les pieds A et D sur la surface de l'eau tranquille, qui est horizontale, le fil vient rencontrer la barre MN en son milieu où l'on marque un trait de repère. Quand on veut s'assurer qu'une pierre bien taillée esl Fic 29 v placée horizontalement, on applique le

, ' niveau sur la face supérieure dans deux

Niveau des maçons. . f ,.

sens différents; si le fil à plomb s incline à droite ou à gauche du trait marqué, on voit comment il faut redresser la pierre.

Poids d'un corps. — La pesanteur est une force qui sollicite toutes les molécules qui composent les corps. Décomposons un corps en petites parties égales, et représentons par une ligne verticale la force qui agit sur chacune d'elles. Nous aurons ainsi autant de forces parallèles qu'il y aura de parties ; considérons deux de ces forces, la résultante sera égale à leur somme et sera appliquée au milieu de la distance des points d'application; composons cette résultante avec une force voisine et ainsi de suite, nous arriverons à une résultante unique.

On appelle poids d'un corps la résultante des actions de la pesanteur sur toutes les parties qui le composent,- et cette résultante est appliquée en un point appelé centre de gravité.

Contre de gravité. — La détermination du centre de gravité d'un corps est importante, puisque si nous connaissons ce point, et si nous le soutenons, la force de la pesanteur sera détruite, le corps sera en équilibre.

CKNTRE DE GRAVITE. 30

Lorsqu'un corps possède un centre tel que toute ligne menée par ce point et se terminant à la surface est partagée en deux parties égales, ce point est lu centre de gravité; en effet, chacune des lignes peut Sire divisée en un nombre pair d'éléments pesanls égaux, auxquels nous appliquerons des forces parallèles égales dont la résultante passera par le milieu.

Ainsi, une sphère, un cylindre, qui sont des volumes; un cercle et un rectangle, auxquels nous donnerons une certaine épaisseur, partout la même, auront leur centre de gravité en ce point central. La géométrie apprend à trouver le centre de gravité des figures.

Détermination expérimentale du centre de gravité. — Lorsqu'un corps présente une faible épaisseur, on le suspend par une corde ou un fil (fig. 30); le corps se place de telle manière que le cenlre de gravité se trouve dans la verticale tracée par le fil, que l'on prolonge sur la surface à l'aide d'un fil & plomb. On répète l'expérience en suspendant le corps par un second point, on trace une ligne qui rencontre la première en G : au milieu de l'épaisseur se trouve le centre de gravité.

Le centre de gravité du corps de l'homme qui se tient droit se trouve dans un plan de symétrie (plan médian) qui divise le corps en deux parties égales; on a fixé à peu près sa position par l'expérience suivante :

Sur une pièce de bois, dont fa section est triangulaire et offre une arête mousse, on place une planche longue et large de manière qu'elle soit en équilibre, ou maintenue horizontale (fig. 31). l'n homme se couche horizon lalcmenl sur cette planche,

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sur le dos, de manière à rélabtir l'équilibre qui était d'abord détruit; alors le centre de gravité est dans un plan vertical qui passe par le sommet du triangle; ce plan coupe le plan de symétrie suivant une ligne qui passe à peu près au niveau de la dernière vertèbre lombaire.

im« do pukioniaiion. — l'on? qu'un corps soit maintenu par le sol, il faut que la verticale menée parson centre de gravité passe dans la surface, qui est en contact avec le sol, et qu'on appelle la base de sustentation.

11 est difficile de faire tenir une canne verticalement, parce que la base de sustentation est Irès-étroile, el la verlicale du centre de gravité tombe facilement en dehors, tandis que la canne placée sur le sol dans le sens de sa longueur reste en repos: la base est alors étendue.

Chez l'homme qui se lient deboul, la base de sustentation est limitée par les pieds ei par deux lignes qui joignent les extrémités antérieures el les postérieures ; elle a la forme d'un tra-

pèze; dans la marche et dans les divers mouvements de la locomclion, la figure que présente la base change beaucoup.