DE LA POULIE

T j A poulie ( lig. 68) est un corps rond et plat, dont la circonférence est creusée en gorge pour recevoir un cordon. La poulie est traversée à son centre par un axe sur lequel , ou avec lequel elle peut tourner. L’axe est appuyé de part et d’autre dans une pièce qui embrasse la poulie , et qu’on appelle la chapr. Lorsque la chape est suspendue à un point fixe , la poulie ne peut que tourner sur elle-même , sans changer de place , et l’on dit alors que la poulie est fixe. Lon dit quelle est mobile , lorsque c’est un des bouts du cordon qui est attaché au point fixe , et que la poulie peut monter et descendre tout en tournant sur ellemême.

i . Poulie fixe et simple.

Dans la poulie fixe pour qu’il y ait équilibre , il faut que les masses de la puissance et de la résistance soient égales entre elles. Lo point d’appui étant placé

3Go Deuxième Section - . Chapitre VIIT.

bu centre , tous les rayons de la poulie que nous supposons circulaire , étant égaux , et le cordon qui embrasse cette poidie, étant tangent à la circonférence aux points où il s’en sépare, il suit que les forces dans tous les cas agissent perpendiculairement à l’extrémité du rayon , et que leurs distances à l'axe du mouvement sont toujours égales ; ce qui exige pour l’équilibre , que les forces soient aussi égales entre elles.

Si le cordon embrasse la moitié de la poulie , le diamètre qui aboutit aux points d’application de la puissance et de la résistance , peut être considéré comme un lévier droit de la première espèce , ayant son point d’appui au milieu de sa longueur. Si la partie de la circonférence qu’embrasse le cordon , est plus grande ou plus petite que cette moitié , toujours les deux rayons menés aux points d’application des forces , formeront un lévier angulaire du même genre , ayant ses deux bras égaux : et par conséquent les conditions de l’équilibre seront les mêmes dans tous les cas. La portion de la circonférence sur laquelle le cordon s’applique , n’a ici aucune influence , et ne sert qu’à changer la direction des forces.

La poulie fixe ne peut donc favoriser la puissance , ni du côté de la force , ni du côté du temps. Elle n’en est pas cependant d’un service moins utile et moins fréquent , par la raison qu’elle offre à la puissance une manière d’agir extrêmement commode , lorsque l’équilibre étant rompu en faveur de celle-ci , on se propose de communiquer du mouvement à la résistance. Qu’il soit question , par exemple , de tirer de l’eau d’une profondeur où elle s’est amassée. Si au moyen d’un seau suspendu à une corde , on voulait tirer cette eau direc-

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'te ment et en agissant de bas en haut ; la chose ne pourrait se faire qu’avec beaucoup de peine ; et les muscles de notre corps éprouveraient une grande fatigue par cette manière d’agir. Mais si faisant passer la corde sur une poulie fixée au-dessus du puits , on tire cette eau de la manière connue , la peine alors devient bien moindre , parce qu’on agit de haut en bas, et que l’on peut ainsi aider l'action des muscles avec le poids de son corps.

Lorsqu’une poulie par l’usage a perdu sa forme circulaire , alors elle peut servir ou nuire à la puissance , selon que celle-ci agit par un rayon plus long ou plus court. Cette altération dans la figure de la poulie arrive surtout , lorsqu'on la fait tourner sur un'axe fixe. Le trou central s'agrandit peu-à-peu, d’où il arrive que la poulie est divisée en deux parties inégales , dont la supérieure est moindre que l’inférieure ; et quelle tourne ainsi avec plus de difficulté. Il vaut mieux que l’axe soit fixé à la poulie , et qu’on le fasse tourner sur un support quelconque. Car si les trous qui reçoivent cet axe , viennent à s’agrandir , tout l’inconvénient qui peut en résulter , c’est que la poulie toute entière descende de quelque chose ; mais sa forme n’aura éprouvé aucune altération , et son mouvement se fera toujours avec la même facilité.

a. Poulie fixe et composée.

Si par le moyen d’une poulie simple et fixe on ne peut mettre en équilibre que des forces égales , il est possible cependant d’établir cet équilibre entre des forces inégales , en faisant usage de plusieurs poulies

36a Deuxième Section. Chapitre VIII.

de diamètres différens , enfilées sur le même axe. En effet soient deux poulies ( fig. 69 ) , dont les rayons sont dans le rapport de deux a un , assujéties à tourner ensemble sur le même axe , et ayant chacune un cordon particulier attaché à quelque point de sa circonférence : il est visible que si un poids d une livre par exemple j est suspendu au cordop de la plus grande poulie , il faudra pour l'équilibre , un poids de deux livres au cordon de la plus petite agissant du côté opposé. A la vérité les forces ne sont pas ici dans un même plan : mais les plans qui les contiennent , sont parallèles et fort près l’un de l'autre. Les deux forces d’ailleurs agissent pour faire tourner le système des deux poulies en sens opposés autour du même axe , et leurs momens relativement à cet axe sont égaux.

Maintenant si au lieu de deux poulies différentes , on conçoit une. seule poulie ( fig, 70 ) d’une épaisseur suffisante , et dont le diamètre aille en diminuant d’une surface à l’autre , on voit qu’un même poids suspendu à la circonférence de cette poulie , aura un moment plus grand ou plus petit , selon qu’il sera plus ou moins éloigné de l’axe. Une poulie de cette forme , qui s’appelle une poulie conique , est donc très-propre à mettre en équilibre deux forces , dont l’une serait constante y tandis que l’autre éprouverait des variations dans son intensité.

Supposons par exemple , qu’une résistance demeurant toujours la même , la puissance qui doit lui faire équilibre , aille elle - même en diminuant. L’on aura recours à une poulie semblable , et l’on disposera les choses de manière que la puissance commençant d'agir par le moindre rayon de la poulie , son action à mesure

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quelle s’affaiblit , se fasse par des rayons de plus en plus grands , et quelle regagne par l'accroissement de la distance à l’axe , ce quelle perd par la diminution de son intensité. -La disposition des choses se ferait d'une manière opposée, si la puissance allait en augmentant.

On a fait de cette espèce de poulie une application fort ingénieuse et en même temps fort utile, pour régulariser le mouvement de ces petites horloges de poche, que l’on appelle des montres. On sait que dans ces jolies machines le mouvement est entretenu pendant plus de 24 heures par un ressort roulé sur lui-même , et qui se développe lentement pendant tout cet espace de temps. Or la force d'un ressort est la plus grande , lorsqu'il commence à se débander , et elle va en décroissant de plus en plus à mesure qu’il se déploie. Cependant le rouage qu’il faut mouvoir oppose toujours la même résistance ; d’où il suit que le mouvement des roues , et par conséquent celui des aiguilles qui indiquent le temps , irait en se ralentissant de plus en plus , si l’on n’avait trouvé le moyen de faire agir le ressort constamment avec le même avantage contre une résistance qui ést aussi toujours la même. Ce moyen consiste dans l’emploi d’une pièce qu’on appelle la fusée , et qui est semblable à la poulie conique dont on vient de parler. Voici donc quel est le mécanisme dont on s’est avisé.

Dans une montre ordinaire le ressort moteur est enfermé dans une boîte cylindrique , que l’on appelle tambour ou barillet. Il est fixé par une de ses extrémités à l’axe immobile du cylindre, et par l’autre extrémité à là surface intérieure de ce cylindre ; de façon que l’action du ressort dans son développement se porte contre la circonférence du tambour , et lui fait prendre un mou-

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veinent de rotation autour de l’axe. Tandis que le tambour tourne sur lui-même , il tire à lui une petite c haine très-flexible qui est enveloppée sur la fusée , et qui se roule ensuite sur le tambour. Cette chaîne est le moyen par lequel le ressort agit sur la fusée , et lui communique un mouvement de rotation contraire à celui du tambour; et comme la base de la fusée repose sur une roue à dents quelle entraîne avec elle , le mouvement se transmet ainsi à toutes les pièces du rouage, comme il sera expliqué plus bas en parlant des roues dentées. La partie de la chaîne par laquelle le ressort agit sur la fusée pour la faire tourner lorsqu’il a son maximum de for je, est justement celle qui enveloppe le sommet de la fusée, où cette pièce a son plus petit diamètre. A mesure que le ressort s’affaiblit en se développant , il tire à lui des parties qui approchent plus de la base; ce qui lui rend l’avantage que son affaiblissement lui faisait perdre , et qui maintient ainsi V uniformité du mouvement , sans laquelle nous n’aurions que des mesures du temps inexactes et infîdelles.

Lorsqu’on monte une montre , on fait tourner la fusée sur elie-inême à contre-sens : elle ramène ainsi la chaîne qui s’était roulée sur le tambour, fait aussi tourner celuici sur son axe, et oblige ainsi le ressort à se bander de nouveau en se repliant sur lui-même. La roue dentée qui sert de base à la fusée , ne participant point à ce mouvement , il n'y a point de rétrogradation dans les Toues ni dans les aiguilles pendant le temps employé à monter la montre.

Comme il ne serait guère possible de construire une fusée avec une telle précision , quelle pût à chaque instant compenser exactement l’affaiblissement du rcs-

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sort ; pour achever de donner au mouvement d'une montre toute l’uniformité désirable , on y ajoute un mécanisme qui a quelque ressemblance avec l'échappement dont on a parlé en traitant du pendule appliqué aux horloges. C’est une roue dont les dents sont taillées obliquement , et doivent pousser l’une après l’autre deux palettes fixées à un même axe , et qui s’engagent tour-à-tour entre les dents de cette roue. L’axe de ces palettes porte un rouleau qui s'appelle le balancier , et dont le mouvement alternatif est entretenu par un ressort délié , roulé en spirale , et que l’on peut bander plus ou moins pour que le mouvement du rouage ne soit ni trop vif ni trop lent , et qu’il s’achève dans le temps convenable. Il y a encore d’autres moyens de rendre régulier le mouvement d’une montre : mais ils ne sont pas de notre objet.

> On a proposé d’employer la poulie conique pour mettre plus d’égalité dans le travail des chevaux , qui tirent le minérai et le charbon du fond des mines. Ici le poids des cables qui est très-considérable , lait une résistance variable , qui exige de la part des chevaux des efforts tantôt plus tantôt moins grands. Il paraît qu’il serait plus avantageux pour la conservation de ces utiles animaux , que leurs forces fussent employées avec plus de ménagement et d égalité.