VIF

Du mouvement réflexe , eu du rebondissement.

L'expérience nous montre que les corps lancés avec force rebondissent, s'ils viennent à tomber sur un corps dur. Une balle, par exemple, lancée contre un mur rebondit avec une force très-grande, sinon égale à la force avec laquelle elle est arrivée. Si elle tombe perpendiculairement au mur, elle rebondit en ligne droite ; si elle le frappe obliquement, elle rebondit obliquement , de telle sorte que l'angle d'incidence est toujours égal à celui de réflexion.

Ondemandelacausede cesmouvementsreflexes. Descariefi et la plupart des auteurs pensent que le même mouvement et la même impulsion continuent dans la réflexion, et que la détermination seule est cbangée. Selon eux , la paroi que vient heurter la balle n'est pas opposée à son mouvement , mais seulement à sa détermination, en ce sens qu'elle l'empêche de poursuivre sa route ; c'est ce qui fait que le nxouvement qui est encore puissant détermine la balle à rebrousser chemin.

Conclusion. ~ Il u ''^ dans la réflexion un nouveau

•i4'2 l'IlVSIQUE. I. l'AllTlE. THÈSE 111,

mouve)»ent et une nouvelle impulsion produite par l'élasticité du corps réfléchi, ou du corps réfléchissant, on même par l'élasticité combinée des deux corps.

Prouvons la première partie. Un mouvement et une impulsion déterminés ne peuvent s'identifier avec un mouvement et une impulsion contraires, rien n'est contraire à soi-même. Mais le mouvement et l'impulsion réflexes sont contraires à l'impulsion et au mouvement directs ; ils sont , en effet, dans des termes directement opposés, au moins dans la réflexion perpendiculaire; quand, par exemple, la balle tombe sur un sol plat suivant la perpendiculaire , elle revient à son point de départ par la ligne même suivant laquelle est tombée : donc le mouvement et l'impulsion réflexes sont autres que le mouvement et l'impulsion directs.

Con^r»?afîon. Le woMi'em^nfetl'impulsion en ligne droite sont détruits par la rencontre d'un corps ; donc il est nécessaire qu'il y ait dans la réflexion un nouveau mouvement et une nouvelle impulsion. La conséquence est évidente. Prouvons l'antécédent . Un corps qui se trouve sur la route d'un projectile diminue le mouvement et l'impulsion de ce projectile en raison de sa résistance; si donc sa résistance est complète, l'impulsion du projectile est annihilée. La conséquence est évidente, l'expérience elle-même prouve V antécédent. Nous voyons, en effet, le mouvement et l'impulsion des projectiles d'autant plus facilement brisés, que le corps vers lequel ils se dirigent résiste davantage. De là vient qu'ils se meuvent plus longtemps et avec plus de force dans l'air pur, parce qu'il est moins résistant. Ils se meuvent moins longtemps et avec moins de force dans l'air humide, parce qu'il est plus résistant. Leur impulsion est moindre dans l'eau, qui résiste plus que l'air; moindre encore dans la boue, et ainsi de suite. Doncle corps que rencontre un projectile brise le mouvement et l'impulsion de ce projectile , en raison de la résistance qu'il lui oppose : donc lorsque le projectile rencontre u!i corps résistant tout à fait, comme la paroi de marbre devant

QUESTION 1. MOUVEMKNTj ACTIVITÉ, PASSIVITÉ. Mu

une balle, le mouvemcnl et l'impulsion cessent tout à fait; à ce point qu'elle cesserait de se mouvoifj s'il ne lui était donné un nouveau mouvement et une nouvelle impulsion.

On répond. Lorsque c'est un corps mou que rencontre le projectile, il diminue son mouvement et son impulsion, parce que quelque chose de ce mouvement et de cette impulsion est transféré au corps mou. Lorsque c'est un corps dur et immobile, comme il ne peut rien donner de son mouvement ni de son impulsion, il les conserve dans leur entier, et la réflexion a lieu. Mais au contraire, une balle lancée dans l'eau l'agitera plus et plus loin qu'elle n'agitera la boue, si elle y est lancée. Elle communique donc à l'eau plus de force en lui faisant faire tous les ronds qu'on lui voit faire , tandis qu'évidemment elle n'en communique aucune à la boue. Cependant la balle va plus longtemps et plus loin dans l'eau que dans la boue. C'est donc à tort qu'on prétend que le mouvement du projectile est diminué par le corps qu'il rencontre parce qu'il transfère son mouvement à. ce corps, et non parce qu'il y trouve de la résistance. Et même, plus un projectile meut facilement le corps qu'il rencontre, moins son impulsion est altérée; et plus ce corps lui présente de résistance, plus il perd de son mouvement.

La seconde partie, qui est la principale , et qui a été supérieurement traitée par l'illustre D. Mariotte (dans son livre sur la Percussion), suppose ce que nous avons dit plut; haut sur la force élastique. Ces principes une fois acceptés, l'explication du rebondissement est facile. Lorsqu'un corps dur en heurte un autre , par suite de ce choc, les molécules de l'un ou de l'autre , ou de tous deux , sont comprimées. Après cette compression et par suite de la force élastique , elles reviennent bientôt à leur première forme, et ainsi elles repoussent le projectile à l'aide d'un nouveau mouvement el d'une nouvelle impulsion produite en lui. Une expérience sensible le démontre facilement. Si sur une corde d'arc vous envoyez avec précision une bille d'ivoire , vous verrez

4i4 PHYSIQUE. I. PARTIE. THÈSE III.

cetle corde se déprimer dans le sens de l'impulsion , bientôt l'impulpion cessant, la corde , en vertu de la force élastique, reviendra à sa place, et repoussera la bille en baut presque à la hauteur d'où elle était partie ; or le mouvement et l'impulsion réfléchie de cette bille viennent manifestement de la force élastique qui est dans la corde de l'arc ; et l'on peut dire que tous les mouvements et toutes les impulsions réfléchies des corps ont la même cause , toutes proportions pfardées.

Preuve première. On ne peut pas apporter de cause du mouvement réfléchi qui soit plus naturelle et qui le produise plus facilement. Personne ne peut mettre en doute ((ue le mouvement réfléchi ne vienne de la force élastique, puisque souvent même cela se montre aux yeux , comme dans l'exemple de la bille et de l'arc que nous venons de donner.

Ensuite, tout mouvement réfléchi observe pour la réflexion les lois de la force élastique. De même que la bille tombant sur la corde suivant la perpendiculaire rebondit dans le même sens, si elle tombe obliquement, elle rebondira obliquement. C'est ainsi que nous voyons les choses se passer dans tout mouvement réflexe, et de ce qu'il en est ainsi il faut conclure que la réflexion vient de l'élasticité. Autrement, on ne saurait pas dire pourquoi le projectile revient tantôt en ligne droite, et tantôt obliquement. En effet , si le corps qui se trouve sur le chemin d'un projectile ne détruit en lui que la détermination, et non le mouvement et rimpulsion , pourquoi à cette impulsion qui a perdu sa détermination en attribuera-t-il une nouvelle dans un sens plutôt que dans un autre , et avec tels angles plutôt qu'avec d'autres?

Enfin, le mouvement réfléchi ne se produit que dans les corps qui ont la force élastique; dans ceux où cette force est nulle ou trop faible, il n'y a pas non plus de rebondissement, ou il n'y en a que fort peu. Un globe d'acier trempé qu'on laisse tomber de haut sur une enclume rebondit à

merveille. Il en est de même pour un globe d'ivoire, de marbre, de verre , parce qu'en eux se trouve la force élastique. Le rebondissement sera moindre si le fer n'est pas trempé, si le globe est d'or ou d'étain ; moindre encore s'il est de plomb; enfin il ne rebondit pas du tout s'il est d'argile. Par la raison contraire, si au lieu de diriger ces corps sur une enclume, on les fait tomber sur une corde d'arc, ils rebondiront, parce que cette corde plus élastique, écartée de sa position parleur chute, les chasse en y revenant. Un boulet de fer qu'un canon a lancé contre une muraille garantie par un sac de laine n'y pénètre pas, et ne rebondit pas non plus ; privé de toute impulsion, il tombe au pied du mur. Pourquoi cela? L'impulsion ne lui manque pas ; et il y a bien là un corps qui s'oppose à sa détermination : mais la force élastique de la laine est nulle, ou du moins insuffisante pour repousser une telle masse. Si le même boulet tombe sur un corps élastique , sur un bloc de marbre , par exemple, mais avec tant de violence qu'il le broie, il ne rebondira pas non plus ; le contraire arrive , s'il frappe plus doucement et de manière à ne pas briser le marbre. Dans le premier cas, le marbre brisé n'a plus d'élasticité, dans le second, resté intact et repoussé, il repousse à son tour. Suspendez à deux fils parallèles et assez près l'un de l'autre des billes de volume égal en acier ou en une autre matière élastique , écartez-les de leur verticale, puis laissez-les retomber l'une conti'e l'autre, elles rebondirontà la hauteur où vous les aurez lâchées, parce que les parties comprimées par le choc, en reprenantleur amplitude, repoussent aussi les billes qui les avaient choquées. Si les billes sont d'argile et qu'elles soient un peu sèches, comme l'argile manque de force élastique, elles ne se repousseront pas après s'être frappées, leurs mouvements et leurs impulsions se détruiront mutuellement, et elles resteront immobiles. Cette expérience peu importante en apparence est pourtant pleine d'enseignements : 1" le niouveinenl et l'impulsion périssent sans se

446 PHvsrQUR. i. partie. Tiir-:sE m.

transmettre à un autre corps, comme je l'ai indiqué plus haut, contre l'opinion de Descartes; 2° non-seulement la détermination, mais l'impulsion même du projectile se brise quand il rencontre un corps immobile ou affecté d'un moiivetnent contraire ; 3» dans les corps durs eux-mêmes, il n'y a pas de réflexion s'il n'y a pas de force élastique; ces billes d'argile sont assez dures pour s'opposer au mouvement l'une de l'autre , et pourtant elles ne peuvent pas occasionner l'une par l'autre le moindre mouvement réfléchi, parce qu'elles manquent à' élasticité ; A° enfin, tous les tnouvements réfléchis viennent de Vélasticité, et c'est ce que nous voulions démontrer, car ce n'est ni la dureté qui provoque ce genre de mouve^nent, ni le peu de consistance qui le détruit. Des choses molles, mais élastiques, rebondissent lorsqu'elles se rencontrent, par exemple, deux outres gonflées, bien qu'elles ne soient remplies que d'air, et que l'air soit une substance éminemment molle. La pierre, et même la balle de plomb lancée obliquement sur l'eau par un fusil, ricoche, et beaucoup s'en sont aperçus à leurs dépens, blessés qu'ils furent sur la rive opposée par suite du ricochet : en effet, l'eau, bien que molle, possède de l'élasticité ; quand elle est pressée, elle se soulève, et de là viennent les vagues, tandis que les billes d'argile, bien qu'assez dures, ne rebondissent pas, parce qu'elles manquent d'élasticité.

Objection. Gassendi a demandé quelle dépression peut produire une balle en laine lancée contre une muraille de marbre.

Réponse. Ce ne sont pas les molécules du marbre, mais bien celles de la balle qui se dépriment, et qui , en se reformant, renvoient laballe ; car, comme je l'ai dit, il n'importe de quel côté soit l'élasticité. C'est comme pour la réflexion. Elle peut être dans le corps qui rencontre l'obstacle ou dans celui qui fait obstacle, ou dans tous les deux. De quelque coté que vienne la résistance, le projectile rebondira.

On dira : Les parties d'ini corps très-dur, de l'acier bipti

trempé, par exemple, ne semblent pas compressibles, lorsque d'une certaine hauteur on laisse tomber une boule de ce métal sur une enclume.

Réponse. Cependant il en est ainsi. Voici une expérience à faire pour n'en plus douter. Frottez de suif une enclume : plus la boule d'acier tombera de haut sur cette enclume , plus les traces qu'elle laissera sur le suif s'élargiront ; or ces traces ne peuvent s'attribuer qu'à la compression de l'acier : par là vous comprendrez que la partie qui a reçu le choc a été plus déprimée et plus aplatie , et cependant vous ne saisirez dans la boule aucune dépression sensible : il vous faudra donc conclure que les molécules comprimées ont repris leur place immédiatement.

On objecte encore : Par conséquent, les corps très - durs ne rebondiraient pas après s'être choqués , s'ils manquaient d'élasticité.

Réponse. Effectivement; mais nous ne connaissons pas de corps assez dur pour être totalement privé d'élasticité , et pour que ses molécules , étant comprimées , ne puissent se remettre en place : or cela suffit pour expliquer le rebondissement. Notez ici que l'élan reçu par une réflexion trèsoblique ne s'amortit pas tout de suite , et qu'il se combine avec l'élasticité du corps réflecteur. Aussi plus cet élan est réfléchi, plus il dure, quoique l'élasticité agisse moins alors, p.uisque la pression est moindre. Il se peut même que le choc , arrivant très-obliquement , le corps ne reçoive presque point d'élan du contact , et change seulement un peu sa direction. De même le plan incliné laisse agir toute seule l'impulsion de la pesanteur, quand même il ne serait pas exactement dans la ligne perpendiculaire , qui est cependant la direction naturelle de la chute des corps graves. Mais il n'v a en cela aucune difficulté.