L’atmosphcre est toujours chargée d’électricité

Cette électricité va en augmentant depui# le lever du soleil

jusqu’à une certaine heure (au mois de mai, 8 heures); puis elle va en baissant, en hiver, jusque vers 2 heures après midi , et en été jusque vers 4 ou 5 heures; alors l’électricité devient plus intense jusque vers une heure et demie après le 'coucher du soleil.

2. — L’équilibre électrique de l’atmosphère ne dure jamais longtemps : il est dérangé tantôt par les communications électriques de la terre aux uuages , tantôt par celles d’un nuage à un autre. Si ces deux nuages viennent à se rencontrer dans l’espace, ils s’attirent mutuellement, et il se fait entre eux un brusque échange des électricités. Dans l’un et l’autre cas, on désigne le bruit par le mot tonnerre , la lumière par celui d 'éclair, et l’étincelle électrique par le mot de foudre.

Beaucoup d’hypothèses ont été faites sur la cause du bruit. Les uns pensent que l’étincelle électrique enflamme des .gaz qui se sont accumulés dans les hautes régions de l’atmosphère, et que celte combinaison donne lieu à une forte détonation qui est répétée un grand nombre de fois par les échos. D’autres disent qu’au moment de la production de l’éclair, il se fait un vide, et que l’air, en s’y précipitant, donne lieu au bruit du tonnerre. Quoi qu’il en soit, le tonnerre ne se fait généralement entendre qu’un temps plus ou moins long après l’éclair : cela lient à ce que le son se pro page beaucoup moins vile que la lumière, et plus il s’écoule de temps entre l’apparition de l’éclair et le bruit du tonnerre, plus le nuage orageux est éloigné , moins le danger est imminent. Chaque seconde d’intervalle représente une distance de 340 mètres.

Quant à la foudre , elle n’est autre chose qu’une forte décharge électrique. On s’en est assuré en faisant monter vers un nuage orageux un cerf-volant fait de taffetas et surmonté d’une verge de fer qui se terminait en pointe. Un (il de métal descendait de la verge le long de la corde jusqu’à 6 mètres environ de la main qui le retenait : le reste était un cordon de soie destiné à préserver l’observateur du danger. On vit des jets lumineux , longs de 3 mètres, s’élancer du bas de cet appareil avec des détonations semblables à des coups de pistolet : cette expérience a coûté la vie à plusieurs physiciens.

5 . — On appelle choc en retour la commotion produite par la composition subite du fluide naturel. Par le choc en retour, un animal peut être tué sans être directement atteint par la foudre ; car , s’il a été fortement électrisé par

l’influence du nuage , lorsque celui-ci se décharge sur un autre objet , l’animal peut être foudroyé par la recomposi-. lion subite de son fluide naturel , dont une partie était attirée vers la tête par l’influence du nuage orageux, et l’autre partie refoulée vers les pieds.

4. — On ne peut maintenir l’électricité sur une pointe aiguë, parce que l’électricité, s’accumulant sur la pointe , triomphe facilement de la résistance de l’air. Alors le fluide sort continuellement, sans bruit, sans lumière, pour se distribuer dans l’air et sur les corps voisins.

On peut faire usage du pouvoir des pointes pour prévenir les ravages de la foudre. En eflet, la foudre est l’écoulement subit à travers l’air, sous la forme d’un trait lumineux, de la matière électrique dont un corps était chargé. Si l’on place sur un édiüce une barre métallique pointue, communiquant avec la terre à l’aide d’une continuité de corps conducteurs, le nuage électrique y enverra une grande partie de son fluide ; on peut donc provoquer l’écoulement de la foudre dans une direction déterminée, de manière à en prévenir tous les dangers. C’est Franklin qui le premier a fait usage, pour cet objet, du pouvoir des pointes.

5. — Le paratonnerre est une tige de fer élevée sur les édifices qu’elle doit protéger. A celte tige, longue de 7 à 9 mètres, est soudé un bout de laiton , puis une pointe de platine 1 de 5 centimètres. Du pied de la tige part une corde de fil de fer, enduite d’un vernis gras, qui, suivant le toit, puis le mur , descend au fond d’un puits ou dans une terre naturellement humide.

Pour qu’un paratonnerre ne soit point dangereux , il faut : 1° qu’il communique avec la (erre sans aucune solution de continuité; 2° que le diamètre de la lige soit à sa base de 5 à 6 centimètres, pour qu’offrant un passage facile au fluide électrique, il ne lui permette point de faire explosion par les côtés ; 3° que la tige soit assez haute pour protéger les espaces environnants ; or , un paratonnerre garantit autour de lui un espace circulaire d’un rayon double de sa hauteur.

G. — Si l’on est surpris par un orage en rase campagne, il faut se garder de se réfugier sous les arbres, surtout sous le chêne , qui est meilleur conducteur qu’aucun autre des grands végétaux de nos climats.

l . On a choisi ce métal parce qu’il est inaltérable à l’air et difficile à fondre.

Définitions des machines les plus simples.

§ 1. De l'inertie de la matière.

1. Quelle est l’explication familière des principes de l’inertie? —

tur

qu'

une série de petits chocs, imprimer à un corps une très-grande vitesse ? — 5. Quelles sont les impulsions produites par la combustion de la poudre, par le débanuemenld’un arc ?— 6. Qu’est-ce les volants et quels en sont lcsellets, soit pour produire de grandes percussions, soit pour régulariser l’action d’une machine? — 7. N’y a-t-il pas des forces naturelles et des forces artificielles? Quelle est la composition et la décomposition des forces, des mouvements, des percussions? — 8. Qu’est-ce que le parallélogramme des forces?— 0. A quoi est égale la résultante d’un nombre quelconque de forces agissant sur un seul point d’un corps? — 10. Quelle, est l’application de ce principe aux pressions, aux percussions et aux mouvements?

La mécanique est la science qui traite du mouvement des machines.

1 . — L'inertie est cette propriété de la matière qui la fait persévérer dans l’état de repos ou de mouvement où elle se trouve, jusqu’à ce qu’une forcé quelconque vienne changer cet état. On peut donc définir l’inertie un défaut de spontanéité dans la matière.

2. — Lorsqu’une voiture qui marche dans une direction rectiligne s’arrête brusquement, les corps qu’elle transporte , à moins qu’ils n’y soient retenus par un obstacle quelconque, sont projetés en avant, dans le sens du mouvement, avec une force proportionnée à la vitesse.

5. — Il y a du danger à s’élancer hors d’une voiture en mouvement : car, comme on est animé du même mouvement qu’elle , on est poussé par une force égale à celle qui l’entraîne, et l’on peut être ou brisé contre les objets voisins ou écrasé par les roues.

yuel est i ciiet produit sur les corps transportes par une voie , lorsqu’elle s’arrête brusquement V — 3. Quel est le danger il y a à s’élancer hors dune voiture en mouvement? — Comment, en vertu de l’inertie de la matière, peut-on , par

4- — En vertu de l’inertie de la matière , on peut , à l’aide d’une série de petits chocs , imprimer à un corps une très-grande vitesse. Supposons qu’un premier choc imprime à une bille un mouvement d'un centimètre à la première seconde , un second choc, à la deuxième seconde , produira un mouvement de 2 centimètres, un troisième de 3, et ainsi de suite.

3 . — La combustion dé la poudre produit, comme on sait, des impulsions plus ou moins rapides; cela tient à ce que les molécules de la poudre tendant , par leur transformation subite en gaz, à sortir de l’intérieur de l’arme à feu, pressent le projectile et le lancent à des distances considérables.

Le débandement de l’arc produit sur la flèche un effet analogue. Pendant tout le temps que la corde touche la flèche , elle ajoute aux pressions déjà exercées sur elle de nouvelles pressions qui accélèrent le mouvement de ce projectile.

O. — Les volants sont en général des roues pesantes ou des barres de fer chargées de deux masses à leurs extrémités, qu’on emploie soit pour produire de grandes percussions, comme dans la fabrication de la monnaie , soit pour régulariser l’action d’une machine, lorsque le moteur ou la résistance sont sujets à éprouver quelques variations momentanées. Dans le premier cas, toute l'inertie que le balancier acquiert passe à la vis sous laquelle sont placées les monnaies à frapper; dans le deuxième, le volant absorbe une portion de la vitesse de la machine , lorsqu’elle agit avec trop de force pour la lui rendre , quand la force diminue.

7. — Il y a des forces naturelles , comme l’attraction et la pesanteur : l’une est la force en vertu dé laquelle tous les corps s’attirent continuellement les uns les autres; l'autre est la force attractive qui sollicite les corps vers le centre de la terre. — Il y a aussi des forces artificielles , comme celle de l’homme et des animaux qu’il fait agir.

Toute force artificielle a son contraire dans une force naturelle; ce contraire, c’est la résistance. Ainsi, quand on veut soulever un corps quelconque , il faut vaincre la résistance qui vient de ce que le corps est sollicité par la pesanteur, en raison de sa masse (on appelle masse la quantité de matière ou le nombre de molécules que renferme un corps).

Les forces motrices varient par leur intensité ; on les rae-

sure par la quantité de mouvement quelles peuvent produire. Elles se rapportent aussi à des forces connues : ainsi. 1 on compare l'intensité d’une force inconnue à celle de I homme, du cheval. En général, la quantité de mouvement est égale à la masse multipliée par la vitesse.

Le temps que dure 1 action d'une cause motrice exerce une grande influence sur le mouvement, suivant que cette cause est continue, instantanée, intermittente ou variable.

Lorsqu’un corps reçoit une impulsion de plusieurs puissances contraires, il se meut, non pas dans deux directions «i fie rentes , mais dans une direction unique déterminée par la résultante des deux forces. On nomme ces forces . composantes , lorsqu’on les considère par rapport à la résultante qui pourrait les remplacer.

«. — Quand deux forces agissent sur un seul point, mais angulairement , leur résultante est la diagonale du parallélogramme construit sur l’angle des forces avec des côtés proportionnels à leur intensité. Ce théorème est ce qu'on nomme le parallélogramme des forces.

?• résultante d’un nombre quelconque de forces agissant sur un seul point d’un corps , dans Je même sens est égalé a la somme de ces forces ; elle est égale à leur différence , si les forces agissent partie dans un sens, partie dans le sens contraire. H

10. — Les pressions , les percussions et les mouvements peuvent être composés et décomposés de la même manière que les forces. Ainsi les pressions et h-s percussions verticales sont plus fortes que les angulaires , qui diminuent

ment ^ de ang e ' 11 e “ cst de mémc P our ,e raouve-

$ l. 2 ’ Du Parallélogramme des forces et du centre de

gravité.

l. Quelles sojnt les applications du principe du parallélogramme

fion ° rCCS t°n dCS V,leSSCS? -, 2 ; QuC se P as8e -‘-'' dans l° a non . — 3 . Que se passe-t-il dans le vol? — 4. De quelle minière les rames peuvent-elles être considérées ? — 6. Quel est le moyen de diriger les bateaux en tenant compte de l’action do* rames et du courant de la rivière? - 6. Comment la 2V vaisseau permet-elle d’utiliser le vent pour aller dans toutes iës d.rect.ons, et mémo contre le vent, en courant des bordées? - ■ . Qu est-ce que le centre de gravité, et comment déterminc-t- Manucl. — [). Supérieur.

;jr : - *

ms mécanique.

on sa position dans les divers corps ? — 8. Quelles en sont les applications aux postures et aux mouvements de 1 homme et des animaux ? — 9. Comment la position du centre de gravite inlluet-clle sur le degré de stabilité dans l’équilibre des corps? —

10. Quelle est Inapplication de ce principe au chargement des voitures ?

1. — Les applications les plus simples du principe du parallélogramme des forces et des vitesses sont la natation, le vol et les rames.

2 . — Dans la natation , l’homme emploie avec ses deux liras deux forces égales qui concourent au même point , et dont la résultante est la diagonale d’un parallélogramme qui aurait pour côtés les deux bras. Les nageoires des animaux aquatiques concourent aussi à former un parallélogramme des forces.

Dans le vol, l’action des ailes peut être considérée comme celle de deux forces appliquées au même point, et dont la résultante dépend de la force motrice, de la surface plus ou moins grande des organes locomoteurs, des courants d'air, etc.

4 —Les rames peuvent être considérées comme deux forces ou des couples de forces appliquées au même point. En connaissant la force appliquée à chacune d elles, il est aisé de construire le parallélogramme et la diagonale qui donne la direction et l’intensité de la résultante.

•*> —L’action du courant, quelque faible qu’elle soit, fait toujours dériver un peu le bateau. Si donc on a choisi un point d'arrivée en droite ligne, il faut le diriger un peu plus haut et faire agir les rames qui sont situées au-dessous du courant avec plus de force que celles qui sont au-dessus ; on parcourt ainsi une ligne en zigzag, et, en la terminant par une action égale des rames, on parvient au point que l’on s’était proposé d’atteindre.

(} L es voiles d’un vaisseau permettent d’utiliser le

veut pour aller dans toutes les directions. Quand le vent souffle derrière le vaisseau , la proue doit être dirigée juste au point d'arrivée. Quand il souffle à droite ou à gauche, on oriente les voiles , c’est-à-dire on les dispose de manière (il, 'elles soient exposées à l’action du vent; et le gouvernail doit alors fonctionner de manière à diriger le navire audessous du point donné, dans Le premier cas, et sur le point donné , dans le deuxième. Pour aller-contre le vent, il faut

courir dès bordées , c’esl-à-dire orienter les voiles au plus près et décrire une ligne en zigzag qui élève toujours le bâtiment au-dessus du lieu d’arrivée que l’on finit par atteindre, en donnant au gouvernail une direction telle que le navire s'abatte vers le point de destination.

7. — Le centre de gravité d’un corps est le point d’application de la résultante de toutes les forces attractives de la terre appliquées à chaque molécule de ce corps, résultante suivant laquelle agit tout le poids de ce corps.

Dans les corps homogènes, le centre de gravité est le meme que le centre de figure. Ainsi, le centre de gravité d’une droite est au milieu de celte droite ; celui du cercle ou de la sphère est au centre de ce cercie ou de cette sphère ; celui d’un parallélogramme, au point d’intersection des deux diagonales; celui d’un triangle, au point d’intersection des droites menées des angles au milieu des côtés opposés, ou, ce qui revient au même , il est aux f de ces droites à partir des angles, etc.

C. — Le poids d’un corps agit suivant la verticale qui passe par son centre de gravité; par conséquent, un homme ne peut rester en équilibre qu’aulant que la verticale tombe dans l’espace quadrangulaire occupé par ses pieds. — Les postures et les mouvements qui rendent cette base plus ou moins large maintiennent ou font perdre plus ou moins l’équilibre. — Un homme qui porte un fardeau sur le dos doit se pencher en avant, et en arrière s’il le porte sur les bras, parce que le fardeau et lui forment un seul système dont le centre de gravité passerait au delà ou en deçà de la base, s’il se tenait verticalement.

9. — Le degré de stabilité dans l’équilibre des corps dépend de la position du centre de gravité. Lorsque le centre de gravité est près ou loin de la base, le corps est stable ou instable : c’est ainsi qu’il est presque impossible de faire tenir un œuf sur sa pointe, tandis que, placé dans le sens de son plus grand diamètre, il est facilement mis en équilibre.

10- — Une voiture chargée est plus solidement soutenue quand le centre de gravité tombe exactement entre les deux roues que dans toute autre position. Il vaudrait mieux aussi •charger les voitures en dessous qu’en dessus; elles verseraient alors beaucoup moins souvent.

§ 3. Du levier.

i . Quel est le principe général du levier ? — 2. Quelles sont les trois espèces de levier ? — 3. Quels sont les instruments relatifs à chaque espece ? — 4. Quelle est la manière de tenir compte . du poids du levier ? — 5. Quelles sont les pressions exercées sur le point d’appui? — C. Qu’est-ce que la balance? — 7. Quel est je procédé des doubles pesées? — 8. Qu’est-ce que la romaine?

— 9. Qu’csl-ce que le peson ? — 10. Qu’esl-ce que la balance à bascule ?

j . — Le levier est une barre inflexible, ayant un point tixe , nommé point d’appui, autour duquel agissent deux forces, la puissance et la résistance. — Le principe général du levier , c'est que l’intensité des deux forces est en raison inverse de leurs bras*.

«. — 11 y a trois espèces de levier : dans la première , le point d'appui est entre la puissance et la résistance; dans la seconde, la résistance est au milieu ; dans la troisième , la puissance est au milieu (ûg. 13, PA.). Dans chacun de ces leviers, l'une quelconque des forces contre-balauce d’autant mieux l’effet de l’autre qu’elle agit dans une dircc tion plus éloignée du point d’appui.

Les trois leviers ont chacun leurs avantages particuliers, qui, dans des circonstances données, le feront préférer aux deux autres. Pour la résistance la plus faible, on préfère le levier de deuxième espèce; celui de première espèce pour réduire la puissance; celui de troisième pour diminuer le chemin parcouru par la puissance.

3. — La balance , les ciseaux, les mouchettes, et la plupart des pinces et des tenailles sont des leviers du premier genre. Les brouettes, les portes de nos appartements, sont des exemples de leviers du deuxième genre. Quand nous soulevons un poids avec la main, la partie inférieure du bras devient un levier du troisième genre.

— Si l’on veut tenir compte du poids du levier, il faut considérer le poids de la verge comme une nouvelle furee .

I. On appelle bras les distances du point d’appui à chacune des directions (les deux forces.

appliquée en son centre de gravité, suivant une direction ' verticale, et l’on combine cette force avec les autres, comme si le levier était sans pesanteur.

i>. — La pression exercée sur le point d'appui est absolument la même dans le cas d’équilibre que si la puissance et la résistance s'y transportaient parallèlement à ellesmêmes, sans changer de grandeur ou de sens. Dans ce cas, la charge du point d’appui est égale à la somme ou à la différence des deux forces, selon qu’elles sont ou non toutes deux de même sens.

6. — La balance en générales! un instrument au moyen duquel on détermine le poids d’un corps relativement au gramme , unité de poids.

La balance ordinaire (fig. 1, Ph.) se compose d’un fléau ou levier à bras égaux, mobile sur un point d’appui: c’est donc un levier du premier genre. Aux extrémités de ces bras sont attachées des cordes égales qui soutiennent des bassins pareillement égaux. Une aiguille, placée verticalement entre les deux bras, indique, par ses oscillations, les moindres déplacements du fléau. Pour obtenir le poids d'un corps , il faut donc le placer dans l’un des bassins et lui faire équilibre par l’unité de poids , ses multiples ou ses subdivisions.

7. — Si la balance n’est pas juste, on obtient le poids d’un eorps par le procédé de la double pesée. Pour cela, on place le corps dans un des bassins, puis on lui fait équilibre en mettant dans l’autre de petits corps pesants, jusqu'à ce que l'aiguille soit parfaitement verticale. On ôte ensuite le corps du premier bassin et l’on met à sa place des unités de poids nécessaires à un nouvel équilibre. Ces unités sont précisément le poids cherché, puisqu'elles font comme lui équilibre à la même quantité de matière placée dans l’autre bassin de la balance.

8. — La romaine est un levier de premier genre à bras inégaux (lig. 2, Ph.). Elle offre l'avantage de pouvoir faire un grand nombre de pesées avec un seul poids constant, qu’on approche ou qu’on éloigne du point de suspen.sion , selon que l’on veut une pesée petite ou grande. Ces pesées ne sont jamais qu’approximatives.

9- — Le peson consiste en un levier coudé, mobile autour d’un point fixe , et dont les bras font entre eux un angle droit (fig. 6, Ph.). On suspend le corps que l’on veut peser à l’une des extrémités du peson; son poids fait

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baisser le levier coudé, dont l’aiguille marche et s’arrête sur le cercle gradué en unités de poids.

10. — La balance à bascule , employée dans les maisons de commerce et de roulage, n’est qu’une application •le la romaine. La longueur des bras du levier fait qu’avec de petits poids on fait équilibre à d'autres très-considé-' . râbles.

§ 4. Des poulies , du treuil, du cabestan et des rôties dentées.

1. Qu’cst-cequc la poulie? — 2. Qu’cst-ce que la poulie de renvoi?

— 3. Qu’esl-cc que la poulie mobile ? — 4. Qu'esl-ce que les moullcs? — 5. Qu’est-cc que le treuil ? le cabestan ?— 6. Qu’eslcc que la manivelle? — 7. les roues à augcls et à palettes? — 8. les roues à cliquet? — 9. les fusées ? — JO. les treuils composés?— II. la grue? — 12. la chèvre?— 13. la roue dentée?

— 14. le cric? — 15. les dents de chasse?— 16. l’échappement . à balancier ?— 17. Quel est le mécanisme des horloges et des

montres?

|. — La poulie est un disque de bois ou de métal, portant sur son contour une gorge évasée (fig. 40, D. L.) A son centre est un axe solide autour duquel elle tourne , et qui est porté à scs extrémités par une chape. — La poulie présente toujours deux bras de leviers égaux, puisque ces bras sont les rayons d’un cercle.

2. — La poulie s’appelle poulie de renvoi quand elle est fixée par sa chape, et que son action a pour objet de changer la direction de la force. — On s’en sert pour tirer l’eau des puits.

3- — La poulie mobile est celle où la résistance est appliquée à la chape, et où l’on rend fixe l’extrémité du cordon opposée à celle qui est tirée parla puissance. Les réverbères sont suspendus d’après ce mode.

A. — Les moufles sont formées par la réunion d’un certain nombre de poulies accolées les unes aux autres ou suspendues les unes sous les autres .(fig. 40 , D. L. En multipliant le nombre des poulies et celui des points d’attache , on diminue chaque fois de moitié la résistance, et l’on peut ainsi faire équilibre à un poids considérable avec un poids très-léger. La puissance y est à la résistance comme

l'unité est au nombre de cordons qui soutiennent la moufle mobile.

3 . — On appelle treuil une machine composée d’un arbre cylindrique horizontal avec lequel fait corps une roue d’un plus grand diamètre , et dont le centre est sur l’axe de cet arbre. La puissance s’applique h la circonférence de la roue, et la résistance à celui de l’arbre. Ainsi le treuil n’est, au fond, qu’un levier de premier genre à bras inégaux. — Les treuils s’emploient comme roues de carrière , et aussi pour extraire les terres des puits, pour puiser l’eau, etc.

Le cabestan est un treuil où l’arbre est vertical , et où la roue est remplacée par des rayons implantés sur l'arbre. — On l’emploie à bord des navires , dans les corderies , etc.

G. — La manivelle est un levier coudé, composé de trois branches : l’une, lixée dans l’arbre qu’il s’agit de faire tourner; l’autre, perpendiculaire à la première; et la troisième, parallèle à l’axe.

7 . — Les roues à augets sont des roues hydrauliques où l’eau est reçue dans des cavités disposées sur la circonférence de la roue, et dont le poids agit comme celui de .l’ouvrier sur la roue de carrière. La puissance y est à l'effet : : 3:2.

Les roues à palettes ou à aubes se composent en général d’un châssis prismatique régulier, assujetti à un axe horizontal ou vertical, et garni sur toute la surface de plusieurs plans dont les latéraux s’appellent aubes. Ce système , où , l’eau choque les palettes, est usité pour les moulins de rivière. La puissance y est à l'effet : : 5 : 1 .

8. — Les roues à cliquet sont des roues dont les dents viennent s'appuyer , chacune à son tour, sur un obstacle qu’un ressort applique contre une dent. Quand la roue tourne dans un certain sens, ce ressort cède chaque fois que passe une dent ; en sens opposé, les dents sont arrêtées par l’obstacle.

9. — Les fusées sont des roues coniques sur lesquelles , sont enroulées à spirale des cordes ou des chaînes. On s’en sert, dans les montres, pour compenser l'affaiblissement graduel du ressort moteur.

10- — Les treuils composés sont ceux où l’on agit sur la roue du treuil , au moyen d’une corde qui la lie à l’arbre

d’un autre treuil. Les principaux treuils composés sont la tjrue et la chèvre.

11. — La grue se compose ordinairement d'une volée inclinée et fixée à un poinçon vertical ; le système, qui peut tourner sur lui-méme, est assujetti sur un patin qui porte un tour ; une corde s’enroule sur le cylindre du tour, passe sur deux ou trois poulies établies sur la volée, embrasse une poulie mobile qui supporte la résistance et se fixe à l’extrémité de la volée. — Ou emploie les grues dans les ports pour charger ou décharger les bateaux.

12. — Les chèvres servent aux maçons pour élever do grosses pierres à différentes hauteurs. En voici la construction ordinaire : au sommet d'un triangle isocèle formé par trois poutrelles est fixée une poulie; un tour est disposé vers la base ; une corde passe dans la gorge de la poulie et s'enroule sur le cylindre qui reçoit la puissance; et la résistance est attachée à l’autre extrémité de la corde.

13. — La roue dentée est un cylindre peu épais portant .des dents plus ou moins nombreuses sur les prolongements

de ses rayons (fig. il , D. L.). On appelle pignon le cylindre également denté où elle s’engrène, soit à l’extérieur, soit à l’intérieur, sans qu’il soit besoin de cordes.

14. — Le cric (lig. 83, D. L ), est une machine com-' posée d’une barre de fer dentée, qui s’engrène avec un petit treuil en fer à manivelle à roues dentées; le tout est logé dans une pièce de bois de peu de volume et facile à déplacer. — Le cric sert à soulever de lourds fardeaux.

Ht. — Les dents de chasse sont des dents auxiliaires qui aident l’action des engrenages. On les emploie en horlogerie.

!(]. — On appelle échappement à balancier le mécanisme qui permet tout le mouvement nécessaire à l’effet.,

mais qui l’arrête à la limite voulue par cet effet. Le balancier a uu mouvement de va-et-vieut, et il est dirigé dans ses oscillations par un ressort spiral.

17. — On donne le nom d'horloge à toute machine destinée à mesurer la durée.

On distingue dans une horloge quelconque six parties principales, savoir : 1° le moteur, qui est un ressort d’acier ou un poids ; 2° V encliquetage , qui sert à remonter le moteur; 3° le rouage , système de roues dentées et de pignons; T Y échappement ; 3° le régulateur de Y échappe -

ment ; G 0 la cadrature, assemblage de roues cl de pignons qui font mouvoir les aiguilles sur un cadran.

La montre comprend , outre ces six parties, une gardechaîne, une potence et une rosette.

§ d . Du plan incliné , du coin et de la vis.

I. Qu’cst-ce que le plan incliné et quelles en sont les diverses prupriétés ? — 2. Qu est-ce que le coin? — - 3. la vis? — 4. la vis sans fin ? — 5. la vis d’Archimède ?

I . — Le plan incliné est une surface plane qui forme un angle plus ou moins aigu avec l'horizon. La puissance et la résistance y sont en raison inverse des espaces qu’elles parcourent dans un même temps. On l’emploie fréquemment pour mouvoir de lourdes charges.

îi. — Le coin (application du plan incliné) est un corps solide ayant la forme d’un prisme triangulaire, qu’on fait pénétrer de force, soit dans un corps par une de ses arêtes, soit généralement entre deux obstacles qu’il faut séparer. Le travail de la puissance y est toujours égal au travail de la résistance, plus à celui du frottement.— Le coin s’emploie surtout pour fendre le bois.

3. — La vis (autre application du plan incliné) est un cylindre droit et massif, creusé en forme de spirale et accompagné d’une pièce appelée écrou. L’écrou est percé d’un trou cylindrique dans lequel est aussi taillée une rainure en spirale qui s'engrène dans celle de la vis. La saillie en spirale de la vis s’appelle filet , et l’espace entre deux filets pas de la vis. — La vis est destinée, soit à élever un grand poids, soit à comprimer fortement un corps. Or, comme la résistance et la puissance y sont en rapport inverse des espaces qu’elles parcourent dans un même temps, il s’ensuit que la vis a d’autant plus de puissance que le levier moteur est plus grand et le pas de la vis plus petit.

4. — La vis sans fin est une vis mobile autour de son axe, et dont le filet amène les dents successives d’une roue à laquelle il se présente toujours d’une manière uniforme. Elle a d'autant plus de puissance que le rayon de la manivelle et celui de ia roue dentée sont plus grands, ou que lé pas de la vis et le rayon du treuil sont plus petits.

K. — La vis d’Archimède se compose principalement d’un canal en spirale qui tourne autour d’un axe incliné à l’horizon. Si l’on fait plonger la partie inférieure dans un bassin d’eau, et qu’on fasse tourner la vis sur son axe, chaque portion de la partie du canal spiral qui regarde le sol glissera à son tour sous l’eau introduite par en bas, et cette eau s’élèvera ainsi de proche en proche jusqu’à l’extrémité supérieure.

§ 6. De la transformation du mouvement.

I. Comment peut-on transformer les uns dans les autres les mouvements rectiligne continu, rectiligne alternatif, circulaire continu, circulaire alternatif? — 2. Qu’est-ce que le levier arqué?

— 3. la chaîne de Vaucanson? —4. le parallélogramme de Walt?— 5. le régulateur ordinaire? — 6. le régulateur à eau?

— 7. le régulateur des machines à vapeur? — 8. le tachomètre ?

1. — On a souvent besoin dans les arts de transformer un mouvement en un autre qui diffère du premier, soit par la direction, soit par la continuité.

Un mouvement est rectiligne ou circulaire , selon que le corps se meut sur une droite ou sur un cercle; mais il peut être en même temps continu ou alternatif , c’est-àdire, avoir toujours lieu dans un sens, ou, d’abord dans un sens et puis dans un sens opposé. L’eau d’une rivière a un mouvement rectiligne continu ; un piston de pompe en activité a un mouvement rectiligne alternatif : une meule de moulin à farine a un mouvement circulaire continu ; le pendule d’une horloge a un mouvement circulaire alternatif. En général, on peut changer une de ces quatre espèces de mouvements en une autre quelconque , au moyen d’un mécanisme convenable (pour la connaissance duquel nous renvoyons aux traités spéciaux).

2. — Le levier arqué est un levier qui porte à l’une de ses extrémités libres un arc de cercle. Il permet de transformer un mouvement circulaire alternatif enun mouvement rectiligne alternatif.

3. — La chaîne de Vaucanson est une chaîne d’engrenage destinée à transmettre le mouvement de rotation dans les machines. Les anneaux de cette chaîne tournent avec le moins de frottement possible autour de leurs lignes de

jonction et s’appliquent le plus exactement possible sur les poulies qu’elles doivent embrasser.

4. — Le parallélogramme de Watt, célèbre ingénieur écossais, a été imaginé pour remplacer le balancier arqué des pompes, qui a l’inconvénient d’absorber de la force dans le frottement de la chaîne. Il se compose de trois côtés unis en deux points par des articulations , et liés de même au «.

balancier de la pompe en deux autres points ; de plus, l’extrémité du second côté parallèle est tixéc par une tringle qui s’attache au bâti de la machine. Le parallélogramme de Watt jouit de cette propriété, que l’extrémité par laquelle - il s'attache à la lige de la pompe se meut suivant une verticale toujours la même , pendant que les oscillations circu- , laires alternatives font prendre au parallélogramme toutes sortes de formes plus ou moins allongées.

8. — Le régulateur ordinaire des machines est un volant ou roue d’une grande masse, qui partage le mouvement de la machine, mais qui n’est pas pourvue de dents et ne s’engrène dès lors sur aucun rouage. On le place le plus près possible de la force dont on veut régulariser l’action. On l’emploie dans les filatures, les moulins à vent, etc.

G. — Le régulateur à eau s’emploie pour modifier le mouvement de l’eau et des roues hydrauliques. Ori fait arriver l’eau dans un réservoir; à la surface de la masse liquide, on pose un corps flottant attaché à l’extrémité d'un levier qui peut tourner autour d’un point fixe, et qui porte une soupape fermant le tube conducteur de l’eau. Quand la surface du liquide a atteint un certain niveau qu’on a pris pour limite, le flotteur soulevé fait fermer l’ouverture du tube, et quand le niveau baisse, l’ouverture se dégage.

7. — Le régulateur des machines à vapeur est un régulateur à force centrifuge, destiné à diminuer ou à augmenter la quantité de vapeur qui vient pousser le piston , quand une cause quelconque a fait aller la machine trop vite ou trop lentement.

. 8- — Le tachométre est un instrument destiné à mesurer

soit la vitesse des courants d’eau, soit le nombre des tours des roues dentées ou des roues de voiture. Les premiers sont des boules de cire mélangée d’un peu de limaille; les seconds sont des roues dentées engrenant les unes sur lesautres, et de diamèlïes croissants. \

WÉCAXIQCS.

§ 7. Du frottement.

1. Qu’est-ce que le frottement? — 2. Que produit la roideur des corde* ? — 3. Qu’entend-on par la résistance des corps ?

1. — Le frottement est l’obstacle qui empêche deux surfaces mises çu contact de glisser l’une sur l’autre. Dans les surfaces non polies, les saillies de l’une pénètrent dans les enfoncements de l’autre ; dans les surfaces polies, la force d’adhésion est plus grande en raison même de leur poli. — ; Ainsi, le frottement est un obstacle continuel au mouvement qu’il tend sans cesse à détruire. Eu voici les principaux cas :

Le frottement du glissement de deux surfaces l'uuc sur l'autre est beaucoup plus grand que celui de la rotation d’un axe sur un pivot; 2“ le frottement est en raison directe de la pression ; 3° le frottement est moindre entre des corps hétérogènes; 4° le frottement est moindre par la présence de la plombagine, de l’eau , de l’huile, du savon et de tous les corps gras.

2 ■ — La roideur des cordes ne leur permet pas de suivre exactement les contours des gorges des poulies, ceux des arbres de treuils, etc. ; de là une perte de force et une augmentation de frottement. Cette augmentation est d’autant plus grande, que la corde fait un plus grand nombre de tours sur l’arbre, et elle est plus rapide que celle du nombre des tours. Ainsi , telle corde qui , pour un tour, frotte avec une force de 3 1 * 1 -, frotte, pour quatre tours et demi , avec une force de 88 w -, c’est-à-dire près de 30 fois plus.

3.— On entend par résistance des corps l’obstacle qu’opposent au mouvement , soit les matières sur lesquelles on a opéré, soit le milieu dans lequel on opère. D’un côté, telle matière oppose plus de résistance que (elle autre, et d’un autre côté, il est plus difficile de faire mouvoir une machine sous l’eau que dans l’air.

§ 8. Du calcul de l’effet des machines.

1. En quoi consiste le calcul de l’effet des machines ? — 2. Quelle est la mesure de l’effet uiile des machines? — 3. Quelle est l’unité dynamique? — 4. Comment calcule-t-on le travail de l'homme pour élever les fardeaux ou pour les transporter sur un terrain horizontal? — 5. Quel est le travail du cheval ?

I. — Le calcul de l’effet des machines consiste dans la détermination du rapport qui existe entre la force que l’on a dépensée pour les mettre en mouvement , et la quantité de travail que l’on a produite.

Les effets mécaniques consistent : 4° dans le brisement et le changement de forme des corps ; 2° dans les frottements à surmonter pour varier le déplacement des corps; 3° dans le changement de vitesse des corps; 4° dans le déplacement des corps en sens inverse de certaines forces qui agissent

sur eux , et notamment dans l’élévation du poids.

2- — On appelle effet utile celui que le moteur ou la machine effectuent en profit. On conçoit que tout le travail mécanique du moteur ou de la machine n’est pas directement employé à le produire : une portion considérable est toujours employée, en pure perte, h mouvoir des parties accessoires, mais qui sont indispensables.

3. — L ’ unité dynamique la plus généralement admise est le travail consommé par l’élévation de l,000 4 * ,o ff- à 1 mètre dans une seconde. Ainsi, 300 M °s- élevés à 20 mètres représenteront 10 unités. — D’autres prennent pour mesure le bilogr. élevé à 1 mètre dans une seconde. Cette deuxième unité est la millième partie de la première; on la nomme kilogramme Ire. — Dans les machines à vapeur, on prend 75 kilogrammes pour unité dynamique.