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Defleetions in lâches

iMg. it)?. — (.■(iiirlies des rapports rntre la portée et la flèche

ti'nduit le pliénomène. L'intei'prétation des courbes établit la vérité mécanique fondamentale suivante :

pour une pièce de même largeur et sous une même charge, les tlècbes sont inversement proportionnelles aux carrés des hauteurs (fin-. 191).

De la même manière les élèves illustrent avec un soin et un souci d'exactitude extrêmes, les relations entre la flèche, la charge et la section de la pièce, l'effet de l'aimantation sur la flèche de flexion d'une barre de fer sous une ci large donnée, les modules d'élasticité, etc. Le diagramme (flg. H)5), montre les courbes qui expriment les relations delà flexion d'une pièce de bois, et la portée sous une charge donnée.

Nous abordons un élève occupé Fig. 196. — Appareil pour letude de à établir la charge de rupture,

la résistance à la tractit n d'un fil d'acier

la limite et le module d'élasticité d'un fil d'acier (flg. 196) par la mesure de l'allongement de ce fll sous une tension donnée ; les allongements sont lus au 1/100 de pouce, sur des échelles devant lesquelles se meuvent, autour d'un pivot, des aiguilles qui sont entraînées p;ir le fll à essayer ; les allongements s'amplifient dans un rapport de 1 à 10 ; par ce dispositif, il est aisé de lire les allongements de 1/1000 de pouce.

Cet appareil si simple et si riche en expériences est sorti des ateliers de l'école.

Le diagramme (fig. 197) montre l'ettet d'allongement (inscrit sur l'axe des X) jusqu'à la striction et la rupture, sous des charges graduées (inscrites en livres anglaises sur l'axe des Y).

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EloQgations Fig. 197. — Diagramme de l'allongement

Les modèles précédents et d'autres, trop longs à décrire, montrent la façon approfondie et concrète dont se fait l'étude des principes fondamentaux de la physique, de la mécanique et de la résistance des matériaux qui servent de base à la théorie développée dans les cours d'auditoire ; les suivants servent réciproquement à la solution de prol)lémes comme application aux théories étudiées.

A côté de l'élégance fluette et du luxe criard de nos modèles prétentieusement posés sur les socles en cuivre poh

LES INS'irnTIONS I) ENSKIGNEMENT INDUSTRIEL

et verni, en acajou, les modèles, inventés par Pratt et construits dans les ateliers de travaux manuels de l'école, appai aissent grossiers. Hien de nos élèves finissent par croire, que l'aspect riche des appareils et leur complication voulue, sont indispensables au succès des' expériences, qu'il n'est pas possible d'ertectuer celles-ci sans l'apparat luxueux de l'outillage ; pareilles erreurs ne j)cuvent nailre dans l'esprit des élèves américains. Si notre appareillage coûteux prête au dilettantisme et au jeu, celui de Pratt se rapproche de la

Fig. 198. — Elève déterminant, par expérience, la distribution des forces et les conditions d'équilibre d'une grue

vraie construction, iiKMle à la réflexion sérieuse et inspire confiance. Les appareils en bois à peine dégrossi, en fer et acier, indiquent déjà, par leurs formes, les applications industrielles et constructives qu'ils servent à illustrer.

LES INS'l ril"l IONS I) ENSEIGXE.MKN'i' INDISTRi:',!.

Voyez dans ]a figure 108, rallenlion que luet le jeune homme au montage, à la lecture et à l'enregistrement des faits constatés dans VéturJe de la gnte, dont il se projiose d'étalilir la distribution des forces et les conditions d'équilibre. L'arbre vertical de la grue de deux mètres de haut, est solidement haubané ; au l)ras oblique, fait d'une grosse pièce de bois, de poids connu, retenu jiar un câble d'acier qui figure la chaine et dans lequel est inséré un dynamomètre, il attache le fardeau ; un autre câlile enregistre l'etfort de

Fig. 199. — Conditions d'équilibre d'un s\-stéme mécanique

renversement. Au point d'appui du bras oblique sur le i)ras vertical, l'élève mesure les longueurs et les angles des axes des pièces suivant lesquels les forces agissent ; il relève sur les dynamomètres les forces, dans lesquelles il introduit même les poids des pièces ; il rapporte ces données sur le papier et, par la méthode des moments, ou par le calcul numérique, il établit les conditions (T équilibre et la distribution des forces dans la grue.

J.KS IXS'llTri IONS I) E.NSKIONEMKNl 1M>US1 lUKl.

L'îippni'cil r(^[)r(''S(Milé i)ar ht li;L;iirG \W iiionli'O une application dos conditions d'équilibre d'un autre système mécanique. La i)oussée horizontale sur l'assemblage A est mesurée par le dynamomètre à ressort H ; la composante verticale de la poussée du système articulé est à établir par un calcul. L'expression d'équilibre est enfermée dans une équation des moments par rapport à l'axe P. Le poids du levier enti'e comme correctif dans la lecture de la force en B ; un poids additionnel s'ajoute à L. L'articulation en A peut se faire sous tous les angles, le levier pouvant être haussé et baissé en P ; l'appareil se prête ainsi à de multiples exercices de lecture de distribution de forces dans lesquels varie la composante verticale en A,

Fig. 200. — Etude expérimentale de la poutre en treillis

La figure 200 est un bel exemple de la façon dont se fait l'étude pratique du principe de la poutre en treillis. Le jeune expérimentateur s'applique assidûment à en établir la distribution des efforts et les conditions d'équilibre. Dans les pièces, sujettes à des efforts de compression, sont intercalés

des dynamomètres de compression d'une forme spéciale (flg-. 201) ; les efforts de traction se lisent sur des dynamomètres, déjà décrits dans les modèles antérieurs. Le jeune liomme rapporte sur un croquis les données de longueur ; il cliarge l'appareil et lit les efforts sur les dynamomètres. La distribution des forces et les conditions d'équilibre ressortent de toute évidence de ces relevés et gravent définitivement dans l'esprit de l'observateur un des faits fondamentaux des constructions métalliques.

Une expérience fort intéressante encore est celle qui concrétise les efforts et les réactions d'appui et les poussées liorizontales dans une toàle uniformément cbargée, les cbarges locales étant systématiquement distribuées (fig. 202). Dans les pièces soumises à des efforts de compression, sont insérés des dvnamomètres de

Fig. 20I

compression ; les poussées latérales sont lues coupe du

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sur le dynamomètre honzontal. L observateur décompression

Fig 202. — Conditions d'équilibre d'une voûte chargée

marque les résultais de ses essais d'après le diag-ramme (flg-, 20o), qui solutionne les cas les plus usuels et les plus difïiciles de la construction, savoir la distribution des etîbrts et la détermination le profil qui donne le maximum de résistance, c'est-à-dire la double i^arabole, que vérifient la géométi-ie analytique et le calcul dirtérenti(;l.

Fig. 2o3. — Diagramme des efforts dans la voûte

Le problème de réquilibre du leoier coudé est matérialisé dans l'appareil (fig-. 204) composé d'un panneau sur lequel est attaclié le levier, monté sur un roulement à billes, donc très sensible et absorbant peu de travail de frottement. C)n. considère B^ comme connu en intensité et en direction, Ben direction seulement. On trouve la valeur de B- et la pression sur le pivot par une solution graphique ; ces valeurs sont vérifiées par les dynamomètres B^ et B'^

Ces quelques exemples montrent, que les cours de physique et de mécanique des écoles industrielles du degré de celle de Pratt, prennent une forme pratique, concrète, tangible grâce aux appareils vraiment démonstratifs et ingénieux qui se trouvent entre les mains des élèves (1).

Notre exposé n'en donne qu'une idée vague ; nous avons dû nous borner aux essais typiques sans trop tenir compte de la marche chronologique des travaux.

Il est à remarquer que, en dehors des expériences sur

(1) Des appareils de mécani(iue inspirés des méthodes américaines, seront bientôt construils sous notre contrôle et mis à la disposition des écoles.

LES INSmiTIONS; l) ENSF.KiNE.MENT INDUSTRIEL

les forces el leurs effets, les ti-avnux de labonitoire de l)liysique portent sur In détermination des lois du travail de frottement, de l'énergie, les phénomènes de la mécanique des lluides.

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Fig. 204. — Conditions d'équilibre d'un levier coudé

Les élèves font, par exemple, suivant la même méthode, des expériences pour déterminer les coefficienfs de froUement dans les cas pratiques, comme celui des courroies en cuir sur la fonte (transmissions), sur des surfaces avec ou sans lubrification ; ils recherchent le rendement de combinaisons de poulies, et de quelque petite machine ; ils mesurent la pression des gaz et de l'eau à l'aide de manomètres ouverts

LES INSTirmONS D F-NSEFGNEMKNT INDI'S'IRIFJ.

et ferinôs, déterniinoiU, i);ir diverses iiiétliodes, les relations de volume et de pression des corps ^-azeux, à des températures constantes. En somme chaque définition ou principe fondamental, et même chaque terme, dont les notions ont de Timportance, sont illustrés dans le laltoratoire par un plus ou moins «^rand nombre d'essais faits j)ar les élèves eux-mêmes sans le secours direct du |)roresseur.

La transition entre les exercices de mécaniijue, imj)liquant la mesure direcle des forces, aux déterminations plus subtiles et plus mathématiques du magnétisme et de l'électricité que les élèves abordent à- la lin du cours, est assurée par l'étude de la 'chaleur. Les premiers exercices de mesure au laboratoire ont pour but d'associer dans l'esprit des élèves l'idée de quantité avec un agent qu'il ne peut ni voir, ni

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