LA MÉTHODE GRAPHIQUE DANS LES SCIENCES EXPÉRIMENTALES

Par E. ,1. MARËY.

V (suite). — Applications de la méthode graphique à l'étude des mouvements simples.

Mouvement de translation d'un corps; courbe obtenue par points. — Récepteur

télégraphique employé à conduire le style écrivant. — Transmission du

mouvement par l'air ou par l'électricité. — Courbes expérimentales delà

.marche d'un train, de la vitesse d'une voilure. — Courbes des variations

de fréquence des actes intermittent-.

La méthode qui m'a servi à réduire l'étendue des mouvements du pied, avanl de les inscrire, ne pourrai I être employée1 si l'espace parcouru devait avoir une longueur considérable. Supposons, par exemple, qu'un wagon roule avec une vitesse de 20 mètres par seconde; au lieu (remployer la rotation de l'essieu ;ï faire tourner un rouage qui, à sou tour, actionne une série de mobiles à vitesses décroissantes comme ceux (l'un compteur, el impriment enfin au style inscripteur un niiiiiYciiii'iil réduil dans la proportion voulue, on peul recourra une disposition plus simple, car elle n'exige a peu près aucune construction spéciale.

Au lieu de réduire le mouvemenl Loul entier el d'en inscrire

1 Voir le I" volume 187."», p. 278.

les phases d'une manière absolument continue, on procède par action discontinue, en faisant que chaque tour de la roue du wagon imprime une impulsion légère à l'un des mobiles du compteur. Ces impulsions sont si petites et si nombreuses qu'elles se fusionnent entièrement et produisent une courbe qui semble absolument dépourvue de saccades.

Quant à la forme générale du mouvement, elle n'est altérée en aucune façon. On sait, en effet, que de grandes masses ne modifient que très-lentement la vitesse dont elles sont animées, quand elles roulent ou glissent avec peu de frottement. Dans un train de chemin de fer, les causes d'accélération et de ralentissement agissant avec une extrême lenteur, la durée d'un tour de roue différera très-peu de celle du tour suivant, et ne pourra contenir aucune variation importante de la vitesse. De sorte que si chaque tour de roue du wagon, en provoquant le passage d'une dent du rouage, fait marcher le style inscripteur, on obtiendra, par une série de saccades insensibles, plus ou moins précipitées suivant la vitesse du train, une courbe qui exprimera d'une manière fidèle l'espace parcouru à chaque instant.

On trouve tout construits, dans le commerce, des instruments qui se prêtent fort bien à ce genre d'inscription. De ce nombre est le rouage qui sert aux récepteurs télégraphiques de B réguet. Dans ce rouage, un échappement que commande un mécanisme électro-magnétique laisse passer une dent à chaque clôture du courant et une autre dent à chaque rupture. Il suffit d'une came placée sur l'essieu d'une roue pour provo-' quer, cà chaque tour, une clôture puis une rupture du courant. Chaque tour de roue du wagon fera passer deux dents du rouage ; cent tours de roue, c'est-à-dire environ 300 mètres parcourus, auront fait passer 200 dents, etc.

H. Inscription d'un mouvement continu au moyen d'actions

discontinues.

Pour tracer la courbe de la marche d'un train, en donnant aux ordonnées une valeur convenable, il suffit d'actionner le style traceur au moyen d'un mobile convenablement choisi sur le récepteur. On mettra sur l'axe de ce mobile une poulie

d'un diamètre exactement calculé et celle-ci actionnera par un iîl le chariot traceur, que nous connaissons déjà (1).

La rapidité avec laquelle se déplace le st$le traceur étant liée à celle du train lui-même, on verra la pointe écrivante se déplacer d'un mouvement accéléré au moment du démarrage et d'un mouvement diminué lors des arrêts. En outre, les rampes et les descentes se signaleront par des ralentissements et des accélérations du style (2).

On obtient de cette façon la courbe expérimentale des espaces parcourus à tout instant par un train. Sur de petits parcours, cette courbe diffère sensiblement de la courbe construite théoriquement d'après la méthode de Ibry, et dont on a vu précédemment un exemple (3).

Ces courbes qui rendent de si grands services à l'administration des chemins de fer s'écartent cependant un peu de la vérité, car elles négligent les variations de vitesse qui se produisent suivant les pentes, les arrêts et les départs. Elles supposent toujours uniforme la marche du train et l'expriment par une ligne droite qui joint l'un à l'autre deux points où le train s'arrête à des heures déterminées.

L'instrument qui vient d'être décrit s'applique également bien à toute espèce de voiture et permet de mesurer la vitesse de la traction sur différents terrains et dans différentes conditions telles que : les différents genres d'alimentation de l'animal qui traîne le véhicule, son état de fatigue ou de repos, le mode d'attelage de la voiture, la température ambiante, etc.

Sur ces divers points, le physiologiste trouvera de nombreux sujets d'études qu'on n'avait pas encore entreprises jusqu'ici dans des conditions favorables.

Les appareils ci-dessus représentés fournissent une solution possible du problème d'inscription des vitesses d'un

(1) Voir l«- vol., p. 2(54.

(2) Comme il est assez gênant de porter dans un wa^on uni! pile el des (ils électriques, on peut remplacer la transmission électro-magnétique des mouvement? de l'essieu par une transmission au moyen de l'air.

Les tambours à levier conjugués constituent le principe do celle transmission. Il n'est pas nécessaire d'indiquer avec détails la disposition par laquelle la carne de l'essieu actionnera l'un des tambours, el celle qui l'ail agir l'autre tambour sur l'échappement du récepteur.

,3) Voir I,r vol., p. 258.

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véhicule. Mais ce n'est pas encore une solulion très-facile eu pratique. -Lès secousses de la voiture imprimeraient à ces appareils délicats des mouvements de trépidation qui altéreraientbeaucoup la courbe tracée.

Pour que le style chemine avec plus de sûreté, il faut le faire conduire par une sorte d'ëcrou que traverse une vis tournante. Le mouvement est imprimé à cette vis par une poulie qu'elle traverse et que commande un rouage à échappement comme ceux dont il a été question tout à l'heure.

1. Courbes des variations de fréquence des actes intermittents.

Dans les expériences précédentes, on vient de voir comment une série d'actes successifs, inscrivant la courbe de leur fréquence, expriment ainsi la vitesse du transport d'un véhicule.

Dans certains cas, le physiologiste aurait grand intérêt a connaître les variations de certains actes, tels que la fréquence1 des battements du cœur, ou celle des mouvements respiratoires. Grâce aux appareils dont on vient de voir la description, il est facile d'obtenir une courbe des fréquences de ces actes, c'est-à-dire l'expression la plus nette qu'on puisse désirer. Tout se réduit à trouver un dispositif qui produise l'échappement d'une dent du rouage, soit à chaque battement du cœur ou d'une artère, soit cà chaque mouvement respiratoire. Dans ces courbes, la grande fréquence des actes étudiés se traduit par un déplacement rapide du style, par une ascension plus brusqué de la courbe ; la rareté de ces actes produit un mouvement plus lent, une ascension plus faible du tracé.

Nous n'insisterons pas plus longuement sur ce genre d'expériences qui seront l'objet de travaux particuliers. Du reste, on trouvera dans le chapitre VIII des courbes analogues obtenues également pour des mesures de vitesses.