W = 2U — V, W' == 2U, ) MV

189. Bemarques relatives à l’application des formules. Il est une infinité de circonstances où les corps marchent forcément de compagnie, avec la même vitesse, après le choc, sans que, pour cela, ces corps aient été entièrement privés d’élasticité avant le choc, ou (|u'ils la perdent complètement par l'effet de ce choc : c'est ce qui arrive, par exemple, quand une balle d’argile ou de cire molle, lancée contre un corps résistant et élastique, demeure collée après ce corps, ou quand une balle dure et élastique, lancée contre un bloc de buis suspendu librement an bout d’une corde ou d'une barre, demeure enfoncée dans l’intérieur de ce bloc. Or il est bon (le remarquer que les conséquences qui précèdent, relatives au cas des corps totalement privés d’élasticité, demeurent alors exactement applicables, parce qu’elles ne supposent uniquement (pie l'é galité de la vitesse U conservée, par ces corps, à la fin du choc. Quelle que soit en effet la cause ou la force qui oblige ces corps à demeurer réunis, comme cette force ne peut agir sur riin d’eux, sans qu’une force égale et directement contraire agisse au meme point et en même temps sur l’autre (64), on conçoit que, pendant toute la durée du choc, les quantités de mouvement perdues ouac- (juises par chaque corps, seront les memes pour tous deux; de sorte que finalement (A') aura encore gagné précisément ce que (Â) aura perdu (186).

Quant au cas où les corps se séparent après le choc, on no peut jamais affirmer que les choses se passent comme le supposent les calculs ci-dessus, même pour des corps qui seraient parfaitement élastiques et qui reprendraient exactement leur forme primitive après ce choc; car il peut bien arriver, par exemple, que, pendant le débaudement des ressorts, les corps soient retenus momentané-

1J4 MÉCA?iI(;»UE INDUSTRIELLE.

ment, l’un contre l’autre, par leur adhérence réciproque ou par toute autre force qui empêcherait que les quantités de mouvement, imprimées alors, soient aussi grandes que ce'lles qui l’ont été en premier lieu. Enfin il peut aussi arriver que les corps aient subi, dans leur intérieur, des altérations moléculaires plus ou moins sensibles, sans qu’aucune trace ne s’en manifeste quant à leur forme extérieure, etc.

Ces considérations, jointes à ce qu'il n’existe, en réalité (17 et •> suiv.), qu'un très-petit nombre de corps qu’on puisse regarder comme parfaitement élastiques, expliquent pourquoi généruleinent les valeurs de la vitesse, à la fin du choc des cor|>s solides, different toujours plus ou moins de celles que donnent les calculs, et se rapprochent plus ou moins de celles qui sont relatives au cas où les corps sont entièrement privés d'élasticité. Cependant il est des corps élastiques, telles que les billes de verre, d’ivoire, etc., qui, dans certaines circonstances de leurs chocs, présentent des pbénoiucnes et acquièrent des vitesses qui s’accordent, à peu de chose près, avec ce qu’indiquent les calculs.

l&O. Exemples particuliers. Faisons maintenant connaître quelques-unes des conséquences de nos formules. Supposons, par exemple, que la masse M' du corps choqué (A'), fig. 3S, soit très-petite par rapport à celle M du corps choquant (A) -, la valeur de U sera

sensiblement égale à = V, c’est-à-dire que la vitesse de M

sera très-peu altérée à l’instant de la plus grande compression ; et , comme, dans le cas des corps parfaitement élastiijues (138), on a W = 2U — V, W' = 2U, on voit qu’à la fin du choc, elle ne le sera pas davantage, mais que le petit corps s’éloignera de l’autre avec une vitesse W' double. Supposons, au contraire, que la masse M du corps choquant soit très-petite par rapport à celle M' du corps choqué; on voit que le dénominateur M M' de U sera aussi très- .grand par rapport au facteur M de son numérateur, et que par conséquent la vitesse U, à l'instant de la plus grande compression, sera également une très-petite fraction de la vitesse V que possédait le corps choquant ; de sotie que, si M' est, pour ainsi dire, infiniment grand par rapport à M, la vitesse U pourra être considérée comme sensiblement nulle. Si donc les deux corps étaient doués d'une élas-

Digitizod by GoOj^Ic

ticité parfaite, la vitesse W', acquise par le corps choqué, serait elle-même infiniment petite, tandis que celle W = V — 2U du corps choquant serait V ; c’est-à-dire précisément égale et contraire à celle qu’il possédait avant le choc.

Ceci explique, entre autres, pourquoi les cordonniers placent, sur leurs genoux, une forte pierre pour recevoir les coups«du marteau dont ils frappent les semelles de souliers, et comment il est possible de forger du fer sur une furte enclume posée sur le corps d’un homme ou sur le plancher flexible d'un étage supérieur, sans blesser cet homme, sans endommager sensiblement ce plancher et les murailles de la maison. On voit, en effet, que la vitesse communiquée à la pierre ou à l’enclume, et par suite aux corps qui les supportent, est extrêmement faible comparativement à celle que possède le marteau ; de sorte que la flexibilité, l’élasticité naturelle de ces corps suffit pour amortir les effets du coup sans qu’il survienne d’accidents.

On s’expliquera aussi facilement une infinité de phénomènes, relatifs aux corps élastiques ou non élastiques, qui se passent journellement sous nos yeux : il n’est personne, par exemple, qui n’ait observé que, quand une bille de billard vient à en choquer une autre directement, c’est-à-dire de la manière dont nous l’avons entendu précédemment (184), il arrive qu’elle s’arrête tout à coup dans la place même qu’occupait cette autre, tandis que celle-ci chemine avec toute la vitesse de la première ; or, c’est ce que montrent très-bien nos formules. Les masses M et M' de deux corps sont ici égales, l’élasticité, est pour ainsi dire, parfaite, de sorte que la vitesse U, commune aux deux corps à l’instant de la plus grande

MV

compression, égale = | V, celle W de M après le choc égale 2U — V = 0, et enfin celle W' de la bille choquée égale 2U ou V.

161. De la force vive des corps après le choc. D’après ce que nous avons déjà dit, n°» 97 et 130, on peut prévoir que, dans le choc des corps parfaitement élastiques, la force vive perdue pendant la compression doit être précisément égale à celle qui est restituée dans le débandement, tandis que, dans le choc des corps qui ne reprennent pas exactement leur état primitif après l'instant de la plus grande compression, la somme des forces vives doit être altérée

(l’une quantité précisément égale au double de la quantité de travail nécessaire pour produire l’altéraliun de forme ou de constitution éprouvée par les deux corps ; quantité qu’on pourrait directement calculer (136 et 137) si l'on connaissait, pour chaque instant du choc et pour chaque corps, la valeur moyenne de la force de réaction F et celle du petit enfoncement qu’elle produit dans ce corps. Il est évident, en effet, que le travail, relatif à cet instant, serait mesuré (72 et 86) par le produit de F et de la somme des enfoncements qui lui correspondent dans les deux corps. Mais, comme on ne connaît ni la loi que suit celte force, ni celle de l’enfoncement, on n’a d’antre moyen de mesurer, soit le travail, soit la force vivo développés ou perdus dans le choc des corps, qu’en les déduisant directement des vitesses que possèdent ces corps avant et après l’instant du choc, vitesses qu’on ne peut calculer rigoureusement d’ailleurs (lo9) que dans un petit nombre de cas.

Par exemple, ayant appris, dans les cas ci-dessus (166) où un corps en choque un autre uu repos, à calculer la vitesse U qui leur est commune à l’instant de la plus grande compression, nous pourrons aussi trouver la force vive qu’ils possèdent à cet instant, et la perte de force vive due à la réaction de leurs ressorts moléculaires. En effet, la force vive totale (122 et 126) était, avant le choc, MV’, et, à l’instaiit que l’on considère, elle est MU’ -{- M'U* ou (M -j- M') U’ ; donc la perte de force vive a pour valeur

MV’ — (M-f M')U’.

Mais on a trouvé (186)

U = î7^;donc(M+M')U’=(M-fM');

D’une autre part, MV’ est la même chose que