MOUVEMENT

Lorsque je pousse une bille ronde sur une table plane, cette bille continue à se mouvoir pendant un certain temps, puis elle perd peu à peu de sa vitesse et finit par s'arrêter entièrement Pourquoi s'arrête -t- elle ^et ne continue-t-elle pas indéfiniment à se mouvoir? Parce qu'elle rencontre des obstacles tels que : l'>le frottement de la table, qui absorbe à chaque instant un peu de ia vitesse de la bille; 2° la résistance de Tair qui, pour être vaincue, exige un effort, une dépense de force de la part de la bille, tout comme de notre corps et de notre bras lorsque nous marchons contre le vent La résistance, en effet, ne vient pas seulement de Pair en mouvement, mais elle naît aussi lorsque c'est le corps qui est en mouvement et Pair qui esc tranquille; car alors le corps, pour pouvoir se remuer, doit communiquer du mouvement à Pair.

Si tous ces obstacles étaient supprimés, notre bille, quelle que fût la force d'impulsion que nous lui ayons communiquée, continuerait toigours à rouler. De même que, lorsqu'elle est en repos, elle ne se met pas d'elle-même en mouvement et a besoin qu'une

force extérieure Tébranle, de même lorsqu'elle est en mouvement elle n*a rien en elle qui puisse faire cesser son mouvement ; il faut que ce soit une cause extérieure qui l'arrête. Elle ira plus ou moins vite, selon rintensité de notre impulsion , mais elle roulera toujours.

Si au lieu de rencontrer la terre, une bille, en tombant du haut d'une montagne, rencontrait un espace vide, ou seulement rempli d'air, elle poursuivrait sa route sans s'arrêter, et en supposant que la terre n'existât pas, que la pesanteur fut supprimée, et notre atmosphère anéantie, elle roulerait tocgours dans l'espace sans terme et sans limite. Cette faculté de rester en repos lorsqu'ils sont en repos, et en mouvement lorsqu'ils sont en mouvement, abstraction faite des causes qui les mettent en mouvement dans le premier cas, et de celles qui les arrêtent dans le second, est la faculté qu'on appelle Yinertie de la matière, c'est-à-dire l'impuissance à se mettre soi-même en mouvement.

Transmission du mouvement. — Les atomes d'éther qui existent entre les molécules des corps peuvent être assimilés à de petits ressorts qui, sous l'influence des mouvements ou des forces attractives et répulsives, s'opposent au rapprochement des molécules aussi bien qu'à leur écartement ils servent de lien, de trait d'union, de chemin de communication entre les molécules, et c'est par eux que l'action d'une force extérieure qui agit sur un seul point du corps est cependant transmise à toute la masse.

La transmisâîoQ du mouvement à Taide de ces espèces de petits chemins de fer est sans doute très-rapide, mais elle ne peut cependant jamais être instantanée, pas plus dans les corps solides ou liquides, que dans les gaz. Il n^est donc pas, possible de faire passer instantanément un corps de Tétat de repos à celui d'un mouvement dans un certain sens, ni d'arrêter ou de dévier sur le moment même, le mouvement qu'un corps possède déjX

Ainsi, lorsqu'on transporte un liquide dans un vase sur une voiture ou une brouette, quand le mouvement commence, le liquide se déverse dans un sens opposé au mouvement, parce qu'une partie de la masse liquide est encore en repos, lorsque déjà la voiture se meut. Le mouvement n'a pas encore été communiqué aux molécules, et comme la force de cohésion entre les parties liquides est très-faible, il y en a qui peuvent rester en arrière, en repos et se séparer do celles qui sont déjà en mouvement Au contraire, lors* que le mouvement de la brouette s'arrête, le liquide se déverse en avant dans le sens du mouvement, parce qu'une partie de la masse se sépare et tend encore à se porter en avant quand la voiture a cessé de marcher.

11 en est de même dans les solides. S'ils sont frappés pai* une force tellement intense que les ressorts moléculaires n'aient ni la force ni le temps de résister et de transmettre le mouvement aux particules voisines, la partie qui recevra Tim pulsion sera arrachée. C'est pour cela que, tandis qu'une balle de

fusil lancée avec le bras contre un carreau de verre brise ce carreau en plusieurs endroits, la même balle, lancée avec une vitesse dé 4 à 500 mètres par seconde par un fusil, percera le verre d'un trou rond et net, sans que le reste de la vitre soit ni secoué ni brisé.

Il se passe quelque chose d*analogue lorsque Ton frappe par derrière le bois d'une varlope pour en faire sortir le ciseau. Le bois reçoit un mouvement brusque, qui ne se transmet pas ou très-imparfaitement au ciseau et à son coin^ qui par suite se trouvent séparés du bois.

Aussi, pour emmancher un marteau, une hache ou tout autre outil, faut-il frapper non sur le fer, mais bien sur la queue du manche en bois, dans le sens de la longueur. On lui imprime ainsi un mouvement, tandis que la masse de fer du marteau résiste à ce mouvement et ne suit pas le bois dans son mouvement en avant

On opère de môme lorsqu'on frappe fortement sur les douves d'un tonneau pour en faire sortir la bonde ; il se passe une forte réaction qui sépare la bonde de la douve mieux que ne l'aurait fait une traction directe.

(Test pour cela que les clous et tous les objets qui servent à assembler les diverses parties des corps sont arrachés de ces corps par suite des chocs, des secousses et des mouvements de tout genre.

Mouvements acquis, — Chocs des wagons^ freins. — Non-seulement les corps en repos restent en repos, mais les corps en mouve-

ment tendent à continuer leur mouvement.

Aussi quand un wagon, une voiture, un bateau sont subitement arrêtés, soit par un choc, soit par un autre obstacle, les voyageurs, comme tous les autres objets, tendent à conserver le mouvement qu'ils ont acquis ; aussi sont-ils précipités dans le sens de leur précédent mouvement, et il en résulte des chocs, des chutes, des heurts et souvent des malheurs véritablement déplorables.

On ne peut, hélas ! que bien peu de chose pour remédier à ces conséquences fatales de tout mouvement accéléré. Il est, en effet, à peu près impossible d'arrêter de suite un mouvement rapide, surtout lorsqu'il est, comme dans les chemins de fer, acquis non par une seule voiture, mais par un grand nombre de wagons. Les freins ou les poids destinés à offrir une grande résistance à la traction et à arrêter le mouvement des roues et à faire dévier la vitesse acquise des wagons» n'agissent toujours qu'avec une faible intensité ; et Ton ne peut, dans les voyages ordinaires, charger les convois de poids considérables qui retarderaient la vitesse de marche. Dans tous les cas, quand même les freins agiraient parfaitement sur les voitures, on n'empêchera jamais les voyageurs de participer aux mouvements du véhicule, et de se briser les jambes ou la tête contre les parois du wagon, en vertu de la vitesse acquise.

C'est ici la prudence ou la prévoyance des conducteurs qui, plus que la science, peuvent empêcher d'affreux malheurs.

Art de descendre' d'une voiture en mouve-

ment. — Quand on descend d'une voiture , pendant qu'elle marche encore, on tombe presque toiyours dans la direction de la voiture comme si on faisait un faux-pas; c'est que le corps conserve, en quittant la voiture, le mouvement qu'elle-même possédait; quand les pieds touchent la terre, le sol en résistant détruit le mouvement acquis par ceuxci, mais par ceux-ci seuls. Le reste du corps conserve et continue son mouvement, de là la chute. Il faut donc avoir soin de se lancer d'abord dans le sens du mouvement de la voiture, comme si on allait courir avec elle, et surtout de tâcher de ne poser qu'un pied à terre, de manière que la destruction du mouvement primitif ne soit que partielle, et que lorsque le reste du corps sera entraîné par son ancien mouvement, on trouve de suite un point d'appui dans la jambe qui n'a pas encore touché la terre. Tel est l'art de descendre d'une voiture en mouvement.

Transmission du mouvement. — Nattsées.

— Si les molécules n'étaient pas placées à côté les unes des autres sans se toucher, dès qu'une force en mettrait une en mouvement, toutes se mettraient en mouvement instantanément. Les molécules sont pour ainsi dire comme les wagons des convois, de chemin de fer, réunis entre eux par des chaînes aboutissant à des ressorts. Lorsque la locomotive entraîne le premier wagon, la chaîne fait fléchir le ressort qui maintenait le deuxième wagon en contact avec le premier, et le force à marcher, et ainsi de suite; mais lorsque tous les wagons sont en mou-

vement, les ressorts de jonction reprennent leur forme primitive, leur fléchissement disparaît et tous les wagons se remettent en contact les uns avec les autres, ne formant pour ainsi dire qu'un grand corps solide en mouYèment.

Les ressorts jouent ici le rôle des molécules dans les interstices des corps.

C'est ainsi, par des transmissions successives de mouvement, qu'on peut expliquer les nausées que quelques personnes éprouvent en voiture ou sur mer.

Si les mouvements des bateaux ou des voitures étaient réguliers, uniformes, on ne les sentirait pas, parce qtr'on participerait soimême à ce mouvement. C'est l'irrégularité des mouvements, leur transmissfon successive qui causent ces effets désagréables. Quant aux personnes qui ne peuvent aller en arrière dans les voitures, wagons, sans éprouver des nausées, elles ne doivent pas ces accidents aux mouvements de la voiture qui, dans un sens ou dans l'autre, sont exactement les mêmes.

Mais c'est la vue des objets extérieurs qui se déplacent pour nous, dans un sens où nous n'avons pas l'habitude de les voir, qui cause Tespèce d'étourdissement et les nausées qu'on éprouve dans ce cas. En effet, il suffit de se soustraire ^ la vue des objets extérieurs pour faire disparaître cet étourdissement, et quelquefois nous avons vu des personnes fort sensibles à cette manière de voyager en arrière, ne plus se douter, lorsque tout était fermé autour d'elles, du sens dans lequel marchait la voiture ou le wagon qui les portait.

Mal de mer, — Mais il est des mouvements^ des balancements successifs, comme ceux que la mer transmet aux navires qui, p4u* leur irrégularité, provoquent réellement des nausées. Tous les organes, toutes les parties du corps sont balancés; des forces centrifuges s'y développeot; les organes se pressent les uns sur les autres dans tous les sens; il en résulte des dilatations et des contractions successives ayant lieu en sens opposés, qui sont la véritable cause du mal de mer. .

Vitesse acquise. — Moutons* — La vitesse acquise par un corps qui tombe de très-haut peut devenir très-grande, et quoique la masse et le poids du corps n'aient pas augmenté; cependant, sa chute, par exemple, sur les hommes et les animaux peut causer des blessures ou la mort Un objet qui, porté sur notre dos, nous semble à peine pesant, pourrait nous écraser si, tombant d'une hauteur de 12,000 k 13,000 mètres, il acquérait une vitesse de 500 mètres par seconde, ce qui est la vitesse qu*un boulet éprouve à sa sortie du ca^on.

On peut, du reste, utiliser la force acquise ainsi, soit comme moteur, soit comme instrummt de choc. On voit souvent suspendues à de grands échafaudages, des masses de bois, on moutons^ qu'on laisse retomber d'une ^ande hauteur sur les pieux qu'il s'agit d'enfoncer en terre ; les grands marteaux de forges 60nt encore une application du même genre.

Lorsque nous descendons en courant un chemin d'une pente très-prononcée, un effet

à peu près analogue se produit. A mesure que la course se prolonge, la vitesse acquise croît constamment, et il arrive un moment où nous ne pouvons ni nous arrêter ni nous retenir; on finit même quelquefois par faire des chutes dangereuses. C'est le résultat de l'accélération du mouvement produit par la pesanteur.

Force centrifuge. — Terre, — Si les forces et les mouvements qui entraînent la terre cessaient tout à coup d'agir, celle-ci continuerait sa route en ligne droite en raison de la vitesse qu'elle posséderait et de son inertie. Mais il y a toujours une autre force qui dérange cette tendance recti ligne et qui fait mouvoir la terre en ligne courbe ; cette force est dirigée vers le centre du soleil, qui semble attirer la terre. La terre, sous cette influence, devrait tomber sur le soleil comme tombent les pierres sur le sol ; mais sa vitesse antérieure l'en empêche. En effet, cette vitesse est assez grande pour que la courbe qu'elle fait décrire à la terre soit une ligne circulaire ou à peu près autour du soleil. Si cette vitesse était plus petite, la »erre tomberait évidemment sur le soleil comme le boulet lancé par un canon tombe sur la terre. Mais ce boulet lui-même, s'il avait, par exemple, une vitesse d'à peu près 8,000 mètres par seconde, pourrait se mouvoir horizontalement sans tomber sur la terre, comme une sorte de satellite de celle-ci parce qu'alors la courbe qu'il décrirait ne serait pas plus courbe que celle décrite par la terre, et par conséquent elle lui serait en quelque sorte parallèle.

Aujourd'hui, cette courbe étant plus courbée et la terre allant plus vite que le boulet, celui-ci rencontre de suite le sol et s'y arrête.

Essoreuses. — La force ou le mouvement centrifuge, qui paraît jouer un si grand rôle dans la nature, n'est pas moins utile à l'industrie. Elle a principalement été employée à sécher promptement le lijfige et tous les tissus dans les lavoirs publics; buanderies, etc. Les essoreuses^ machines construites pour cet usage, consistent en une grande caisse ou tambour percé d'une grande quantité de petits trous et destinée à recevoir le linge. L'intérieur de cette caisse est divisé en trois parties par une cloison cylindrique, formant un seul compartiment central destiné à rester vide, et deux autres compartiments, de chaque côté du premier, pour recevoir le linge qui souffrirait s'il était trop près de l'axe du tambour.

On fait tourner le cylindre avec une vitesse de 1,500 tours à la minute, et l'on développe ainsi dans chaque partie du linge et de l'eau qu'il renferme une tendance à s'échapper ou force centrifuge qui presse fortement le linge contrje la paroi extérieure, tandis que l'eau s'échappe par les petits trous percés dans cette paroi. 11 suffit de 10 à 15 minutes d'une semblable rotation pour que le linge soit débarrassé de toute son eau et presque complètement séché. Etendu à l'air quelques instants ensuite, il devient tout à fait sec.

Dans tous les jeux, courses ou autres, oà Ton tourne rapidement, on éprouve l'action de cette force centrifuge qui tend à nous

FHTSiOVI. — I. *

jeter hors du cercle de rotation ; les écuyers qui tournent autour d'un manège avec une grande vitesse sont obligés de pencher leur corps vers le centre du manège, d'autant plus que leurs chevaux courent plus vite, afin de contrebalancer Teffet de la force centrifuge ; tous les jeux où Ton tourne rapidement, jeux de bagues et autres, exigent aussi de notre part des efforts pour résister à cet ^i~ traînement

Mouvements constants. — ^Lorsqiie les mouvements qu'accomplit un corps sont constants, ce corps prend une forme en rapport avec ce mouvement, avec sa direction, et selon sa vitesse. Ainsi la terre, qui est composée d'une partie solide et d'une partie liquide, aurait, si elle était tout entière liquide, la forme d'une sphère, comme les gouttes d'eau ont la forme ronde, forme qui serait en rapport avec le mouvement circulaire de rotation qu'elle accomplît autour de son axe. Mais comme la force centrifuge accumule toutes les molécules de plus en plus vers son milieu, c'est-à-dire vers l'équateur, la terre est renflée à cet endroit et aplatie aux pôles.

Cette forme, que garde la terre depuis qu'elle est solidifiée, lui a été donnée à l'îpoque où, étant encore liquide, elle a modifié sa conformation extérieure sous l'action de la force centrifuge.

Equilibre, — Balances. — Lorsque je mets dans les deux plateaux d'une balance d'un côté 1 kilog., de l'autre côté 2 kilog., le plateau où sont les 2 kilog. penche et l'autre s'élève; si je mets dans chaque plateau 1

kilog. et 1 kilog., ou 2 kilog. et 2 kilog., aucun des plateaux ne restera élevé ou baissé ; si la balance est ju^te, les plateaux sont en équilibre, ils restent en repos. Tous les corps en repos sont des corps en équilibre ; une l^lle au bout d'un ûl e^t en équilibre si la résistance du (il égale Tattraction de la x>esauteur; et si la balle n'est 'pas mise en mouvement, elle reste en repos dans sa position verticale. Il en est de même d'un petit bâton d'un décimètre, s'i^ est suspendu exactement au milieu et s'il est d'un poids égal dans toutes ses parties. Il oscille d'abord autour de son centre de gravité et du fil qui le soutient, puis il finit par prendre une position horizontale, s'il est en équilibre, ou verticale s'il n'ast pas en équilibre sur son centre.

Il y a donc toujours équilibre- quand les forces qui sollicitent un corps dans un sens ou dans l'autre se com))ensent mutuellement.

On est en équilibre sur un cheval lorsqu'on ne penche ni d'un côté ni de Tautre ; les poissons le sont dans l'eau, les ballons dans l'air, La pression de la pesanteur y est détruite par les pressions particulières qui poussent ces corps dans tous les sens.

Si je mets dans le plateau gauche d'une balance un poids double de celui placé dans le plateau droit, j ai une force double qui jsollicite le plateau gauche à descendre.

De même, si) pour faire marcher un bateau, j'attelle des deux côtés de la rivière deux chevaux de force égale, ou si seulement, sur une table, je lie aux deux coins d'une boîte carrée deux fils d'égale longueur tirés en

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même temps, je fais avancer la boîte dans une direction qui est'juste intermédiaire entre les deux forces qui la sollicitent ; mais si je tire deux fois à gauche, je fais incliner la boîte ou le bateau de ce côté ; la direction suivie par le corps tiré est la résultante des forces qui sollicitent le bateau ou la boîte. Le courant, le vent et les rames sont souvent des forces qui sollicitent également le bateau.

Cette résultante de forces, agissant angalairement, est toujours égale à la diagonale d*un parallélogramme dont lesdeux côtéssont égaux à la grandeur de la force qui sollicite le eorps. Quand les deux forces sont égales, la résultante divise toujours leur angle en deux parties égales; si elles sont inégales, la résultante sera toujours rapprochée de la plus grande force. Si une force en sens contraire était appliquée à la boîte ou au bateau , le mouvement n'aurait pas • lieu , l'équilibre stable ou le repos existerait

Balances diverses. — La balance romaine permet de se passer de poids. C'est un simple levier, suspendu par une de ses extrémités et supportant un anneau auquel est suspendu un poids connu. Au delà du point de suspension [sont placés deux crochets auxquels on attache le corps qu'on veut peser. Le levier est gradué d'avance, de manière que l'on sache, lorsque l'anneau s'arrête à tel ou tel point, qu'il fait équilibre à un poids pesant 6, 10 kil., etc.

C'est une application directe du levier, jnais comme elle peut permettre la fraude, sans que le public ait le moyen de s'en aper-

cevoir aisément, Tusage en doit être prohibé dans le commerce.

Le peson sert également à déterminer le poids des corps, sans l'emploi de poids ordinaires ; c'est ainsi qu'est construit le pèselettres. Il consiste en un plateau suspendu par un ressort à Textrémité d'un levier coudé qui peut tourner autour de son axe de suspension. La pointe de ce levier se meut sur un arc de cercle gradué de manière que chaque division de ce cercle corresponde à un poids connu placé sur le plateau. Lorsqu'on met une lettre par exemple sur le plateau, la pointe est plus ou moins abaissée, selon la résistance que la pesanteur de la lettre oppose à la tendance du levier à revenir à la position verticale naturelle.

Les balances de Roberval ou balances anglaises à suspension inférieure, sont plus commodes que les balances à colonnes et à chaînes, bien qu'elles n'aient pas une grande précision; cependant lorsqu'elles sont bien construites, la position de l'objet à peser dans les bassins n'a pas grande influence sur la pesée. Le levier des balances ordinaires est ici placé sous les plateaux, et deux autres leviers régularisent son action lorsque la charge du bassin fait baisser un des côtés du levier et monter l'autre.