DEUXIEME PARTIE

D'après Fétymologie du mot Physique (du grec ipùaiç ) , cette science comprendrait l'étude de la nature j mais l'usage en a restreint l'acception, et il ne s'applique aujourd'hui qu'à cette branche des sciences naturelles qui fait connaître les pro-

Î)riétés véritablement générales des corps ,| décrit es actions mécaniques qu'ils exercent les uns sur les autres, et déduit les lois en vertu desquelles ces propriétés exercent ces actions.

iQrS. On donne le nom de matière à tout ce qui peut affecter un ou plusieurs de nos sens. Les propriétés de la matière se divisent en deux classes : la première renferme les propriétés particulières qui n'appartiennent pas à tous les corps, ou qui varient d'un corps à un autre , comme la couleur, l'odeur, la forme ; la seconde comprend les propriétés générales : Y étendue, Y 'impénétrabilité , la porosité, la divisibilité , la compressibilité ' , Y élasticité , la mobilité ', Y inertie et la pesanteur.

229. L'étendue des corps est cette propriété qu'ils ont d'occuper dans l'espace une dimension en longueur, largeur et épaisseur.

PHYSIQUE. I -j3

Pour apprécier ces dimensions, on les mesure, c'esl-à-dire , qu'on les compare avec d'autres dimensions analogues pour en connaître le rapport. La longueur quelconque à laquelle on compare ainsi les dimensions d'un corps est appelée unité de mesure , et on la subdivise en un nombre plus ou moins grand de parties, pour exprimer le rapport des longueurs moindres avec cette unité. Cette unité est nécessairement arbitraire et varie dans chaque pays 'j mais dans le nouveau système métrique employé en France depuis la révolution, elle est puisée dans la nature 5 elle consiste dans la dix-millionième partie du quart du méridien terrestre , et se nomme mètre. Cette unité de mesure appliquée à la détermination d'une seule, de deux ou de trois dimensions des corps donne leur longueur en superficie (longueur et largeur), ou leur volume (longueur, largeur et épaisseur). Elle est la base de toutes les mesures. Mais , afin de simplifier l'expression des résultats obtenus par son usage, on désigne par des noms différents plusieurs d'entre elles , comme on pourra le voir dans le tableau suivant :

Noms systématiques. Valeur.

Mesures de longueur.

Mètre Unité fondamentale des

poids et mesures^

Décimètre 10e de mètre.

Centimètre 1 00e de mètre.

Millimètre 1000e mètre.

Mesures itinéraires.

Myriamètre. ....... 10,000 mètres.

Kilomètre 1000 mètres.

Décamètre 10 mètres.

i7-4- physique»

Noms systématiques. Valeur.

Mesures agraires (superficie).

Hectare io,ooo mètres carrés.

Are ioo mètres carrés.

Centiare i mètre carré.

Mesures de solidité'.

Stère mètre cube.

Décistère 10e de mètre cubé.

Mesures de capacité pour les liquides.

Décalitre 10 décimètres cubes.

Litre décimètre cube.

Décilitre 10e de décimètre cube.

Mesures de capacité pour les matières sèches.

Kilolitre i mètre cube ou i ooo décimètres cubes.

Hectolitre. ....... ioo décimètres cubes.

Décalitre. 10 décimètres cubes.

Litre décimètre cube.

Poids.

Millier iooo kilogrammes (poids

du tonneau de mer.)

Quintal ioo kilogrammes.

Kilogramme poids d'un décimètre

cube d'eau à la température de 4° au-dessus de la glace fondante.

Hectogramme. . j oe du kilogramme.

Décagramme. ...... 1 00e du kilogramme.

Gramme 1000e du kilogramme.

Décigramme 10,000e du kilogramme»

Pour déterminer les dimensions des corps, on se

sert le plus ordinairement d'instruments très simples, du compas , de la règle, et du vernier , instrument très commode pour subdiviser une échelle de parties égales en parties aussi petites qu'on le désire sans faire un nouveau tracé. Pour arriver à ce résultat, il suffit d'appliquer contre la règle qu'on veut diviser une autre échelle dont les parties aient avec la première un rapport connu. Si, par exemple , la règle AB est divisée en sept parties égales , a. b et qu'on veuille s'en servir

| 11 | ' | ' | ' | ' | '| ,'pour mesurer une lond gueur moindre, on voit facilement par la superposition , que cette ligne contient, par exemple, six divisions entières de la règle , plus une fraction dont la grandeur absolue et le rapport à une division entière sont inconnus. Pour déterminer l'une et l'autre, on construit une autre règle CD divisée aussi en parties égales , mais plus petites que les premières et dans une proportion connue , de manière qu'un nombre quelconque de divisions de la grande règle en renferme un nombre exact de la petite que l'on nomme vernier. Si la grande règle est divisée en sept parties et le vernier en huit', le premier et le dernier trait coïncideront ; mais entre ces deux extrêmes , la coïncidence n'aura pas lieu et les divisions du vernier étant plus petites d'un huitième, chacune d'elles sera en arrière des traits de l'autre règle de cette quantité qui est la différence de grandeur* ainsi la deuxième division sera en arrière de 2/8; la troisième de 3/8; la quatrième de 4/8; jusqu'à la 8e et dernière qui doit se se rapporter avec le dernier trait de la grande règle. A l'inspection d'un instrument muni d'un vernier, on verra, sans nulle difficulté, la manière de s'en servir, en le faisant avancer ou reculer.

On mesure aussi les surfaces courbes avec le spliéromètre, instrument dont l'inspection explique à l'instant la manière de s'en servir.

On compare très souvent les corps par rapport à leurs trois dimensions \ lorsqu'ils n'ont pas 'une forme parfaitement régulière; on se sert alors & aréomètres pour les liquides , de la balance de Nicholson pour les solides , et de cloches graduées pour les corps gazeux, instruments dont nous aurons à parler dans la suite.

230. Impénétrabilité. On nomme impénétrabilité cette propriété qu'ont les corps de ne pouvoir s'identifier ou occuper en même temps le même espace qu'un autre corps. Cette propriété est évidente pour les corps solides , et si quelquefois il y a pénétration apparente , elle ne provient que de ce que les particules intégrantes ne sont pas immédiatement appliquées les unes sur les autres ou sont assez mobiles les unes autour des autres, pour permettre d'introduire entre elles des corps étrangers.

a3i. Divisibilité'. Tous les corps peuvent être divisés en parties plus petites, et pour un grand nombre cette division peut être portée à un point qui étonne l'imagination. Ainsi :

Le poids d'un grain d'or que sa ductilité permet de réduire en feuilles ?* peut couvrir une surface de

cinquante pouces carrés, chacun de vingt-sept mil" limètres de côté. Concevant le millimètre divisible en huit parties visibles à l'œil , on aura 46,656 petits carrés dans une feuille d'or de vingt-sept millimètres de côté; mais il y en a cinquante , ce qui donne plus de deux millions de parties sensibles.

Trois décagrammes d'or dont on couvre un cylindre d'argent passé à la filière jusqu'à le rendre aussi fin qu'un cheveu et mis ensuite au laminoir, donnent une lame dorée de 444?°°° mètres de long.

Le diamètre de la laine ordinaire est de 5/6oo de millimètre. Celui de la laine du mérinos est de a/ioo; et celui de la soie d'un 1/100. Chacune de ces substances contient des éléments très dissemblables sécrétées par l'animal , et que cependant la chimie peut isoler les uns des autres et rendre sensibles à la vue.

Wollaston a fait des fils de platine de 1/1200 de millimètre. Que dire des fils d'araignée formés de six autres fils sortant d'abord de six mamelons placés sous le ventre de l'animal , lesquels mamelons sont à peine de la grosseur d'une petite tète d'épingle, et possèdent néanmoins une organisation très compliquée?

Que penser de ces animaux microscopiques que l'œil ne saurait découvrir , ni dans l'eau, ni dans le vinaigre, et auxquels on aperçoit cependant des nageoires , des panaches vibi atiles , et même des vaisseaux dans lesquels circulent un liquide coloré ?

Un__centigramme d'indigo donne une couleur assez intense à 100,000 grammes d'eau; mais chaque gramme pouvant se diviser en 1 ,000 parties , un centigramme peut donc colorer 100,000^000 de parties.

i3i. Avant d'aller plus loin , expliquons ce qu'on entend par atomes et molécules, ces expressions

1^8 FRYSIQUE

devant se reproduire fréquemment dans la suite de ce résumé.

L'ensemble des phénomènes et des connaissances acquises nous autorise à dire aujourd'hui que ia matière ne peut se diviser à l'infini* aussi admettonsnous à priori, comme une vérité, l'existence des atomes. On appelle atome la particule d'un corps qui n'est plus sécabîe , ou qui est à la plus haute expression de divisibilité. On donne, au contraire , ie nom de molécules aux groupes supposés de plusieurs atomes. Les molécules moins rapprochées en- Mre elles, donnent au corps sa structure, tandis que les atomes lui donnent son volume et sa forme , suivant qu'ils diffèrent eux-mêmes dans leur arrangement , dans leur nombre et leur forme.

233. Porosité. La matière est formée de particules ou atomes qui ne sont pas assez rapprochés pour ne laisser entre eux aucun vide. Ces intervalles sont connus sous le nom de pores $ et la porosité , ou la faculté d'avoir des pores , est mise au nombre des propriétés générales de la matière 5 mais elle n'appartient pas à tous les corps au même degré, et il en résulte des différences importantes à connaître. La porosité d'un corps ne consiste pas dans la faculté qu'il possède de laisser passer à travers sa propre substance, des liquides ou des gaz; mais cette propriété est une conséquence d'un certain degré de porosité. Les trous que l'on rencontre dans l'éponge sont des pores; tous les tissus que l'art produit sont poreux , tels que le papier, les feutres , les étoffes qui laissent passer différents liquides comme l'eau, l'huile, l'alcool, le mercure.

Les règnes animal et végétal offrent de nombreux exemples de porosité. 11 suffit de citer les phénomènes de la nutrition et de la transpiration : l'absorption de l'eau par l'éponge,- le bois, le char-

physique. i^g

bon et l'hydrophane ( pierre précieuse ) , sont des preuves non moins évidentes de porosité que l'exsudation de l'eau à travers une boule d'or ou d'un autre métal qu'on expose à une grande pression , ou bien que la diminution de volume d'un corps à, différentes températures.

284. Masse, volume, densité. Oanommew/«/«e la place occupée dans l'espace par un corps. Celle qui n'est occupée que par sa substance propre est nommée volume réel ou masse. Cet espace occupé par la substance propre, joint à celui de tous les pores, donne ce que Ton appelé le volume apparent, ou simplement le volume.

On dit d'un corps, qui contient sous un même volume apparent plus de masse, qu'il a plus de densité. La densité est donc le rapport de la masse au volume, c'est-à-dire le quotient du premier par le second. De ces définitions on tire ces conclusions:

i° A volume égal les densités du corps sont proportionnelles à leurs poids;

20 À poids égal elles sont en raison inverse des volumes ;

3° Les densités sont comme le rapport direct des poids multipliés par le rapport inverse des volumes;

4° Le poids d'un corps est égal à son volume, multiplié par sa densité ;

5° Le volume d'an corps est égal à son poids divisé par sa densité.

^35. Compressibilite. CJ est la propriété gu a la matière de se réduire a un moindre volume apparent. Elle dépend de l'existence des pores entre les molécules des corps et de leur flexibilité plus ou moins grande. Or, tous les corps sont poreux , et tous cèdent à la pression d'une force quelconque;

ï8o PHYSIQUE.

il en résulte que tous sont plus ou moins compressibles.

Dans un grand nombre de corps , cette propriété est facile à constater; ainsi l'air et les gaz se compriment dans le briquet à air; et les corps les plus durs, les pierres elles-mêmes, chargées d'un très grand poids sont comprimées. La pièce de monnaie^ sous le poids de l'énormebalancier, diminue de volume. L'eau diminue aussi par la pression, mais très-peu, seulement de 48/100000 par atmosphère.

2,36. UjLLASTiciTÉ'est la propriété qui fait quJ un corps revient à son état primitif, quand la force qui changeait son volume ou sa forme a cessé d'agir. Ceci se vérifie en enfonçant le piston d'un briquet à air et le laissant remonter. Les liquides sont dans le même cas. De tous les corps, les moins élastiques sont les solides. Une bille d'ivoire qu'on laisse tomber sur un plan de marbre très légèrement huilé, laisse une trace d'autant plus large sur ce plan qu'elle est tombée de plus haut. Or; comme une surface ronde ne peut toucher un plan qu'en un seul point , il est évident que la bille ne s'est relevée qu'après s'être aplatie. On peut essayer l'élasticité des corps, par la flexion, la pression, la torsion et la traction.

237. Dilatabilité. C'est une propriété en vertu de laquelle les corps occupent plus ou moins de volume , selon la température a laquelle ils sont soumis. L'air se dilate : on en a la preuve en se servant d'un tube à boule qui contient une colonne de liquide coloré à sa partie supérieure. Il suffit d'en échauffer l'air intérieur avec la main pour voir monter cette colonne ; elle redescend au point qu'elle occupait d'abord au premier abaissement de température.

Les thermomètres nous fournissent des exemples

PHYSIQUE. Ibr

de la dilatation des liquides, Quant à la dilatation des solides, on peut la démontrer par l'expérience suivante: que l'on chauffe une boule métallique qui passe juste à travers un anneau lorsqu'elle est froide , et il sera facile de voir qu'au rouge sombre, l'anneau sera trop étroit.

Puisque la température varie incessamment et par une foule de causes , il faut donc croire que jamais les corps n'ont le même volume apparent ; et si leurs parties ne sont jamais en repos et jamais à la même dis lance , il faut en conclure aussi l'activité perpétuelle de la matière.

238. Mobilité. Le mouvement estl'état d'un corps qui occupe successivement divers points de l'espace , ou qui change de position par rapport aux corps environnants.

Le repos, au contraire, est l'état d'un corps qui , pris à divers moments ou époques de sa durée , occupe les mêmes parties de l'espace, par les mêmes points matériels , ou qui occupant ,, soit des parties différentes par les mêmes points, soit les mêmes parties par des points différents, se trouve toujours à une égale distance des corps environnants.

On conçoit aisément d'après ces définitions , qu'il doit exister plusieurs espèces de mouvements et de repos. Les principaux sont le mouvement absolu et le mouvement relatif, le repos absolu et le repos relatif.

Parlons d'abord des mouvements absolu et relatif. Un corps en mouvement absolu est celui qui occupe, à diverses époques, divers points de l'espace; peu importe que la distance à laquelle il se trouve des corps voisins, varie ou reste la même; peu importe aussi que ? fixé à la même place, relativement à un corps plus considérable que lui - même dans l'espace, il soit entraîné par le mouvement de celui-