À STI GIT
De la Balance de torsion ,
Après avoir analysé avec un grand soin les effets de la torsion des fils métalliques , Coulomb en a fait une application très-heureuse à la construction d?un instrument qui peut servir à mesurer en général toutes les petites forces. Cet instrument est essentiellement formé d’un fil métallique vertical , dont le bout supérieur est attaché à un point fixe , et dont le bout inférieur , tendu par un petit poids , porte une aiguille horizontale. Quand on veut apprécier de trèspetites forces , on les fait agir sur l’extrémité de cette aiguille , et l’on mesure leur intensité par l’angle dont elles l’écartent de son point de repos. En un mot , on balance ces forces par la torsion , et c’est pourquoi Coulomb a donné le nom de balance de torsion à cet appareil.
Pour que l’agitation de l’air n’altère pas le mouvement de l'aiguille , elle est renfermée dans une cage cylindrique de verre , et le fil est aussi enfermé dans un cylindre de verre creux , au haut duquel on adapte un cadran divisé , qui peut tourner à frottement dur autour du cylindre. La pince qui retient le fil porte une aiguille horizontale qui marche sur ce cadran , et qui sert d’indicateur, quand on veut tordre le fil d’un nombre de degrés déterminé. Enfin une division circulaire appliquée horizontalement autour de la cage de verre , mesure la marche de l’aiguille : tout l’appareil est représentée?^. 72.
On donne au fil et à l’aiguille des longueurs et des grosseurs diverses , selon l’objet que l’on a en vue. Si l’on veut éprouver de très-petites forces , et donner une grande sen-* sibilité à l’appareil , il faut employer des fils longs et fins y car la force de torsion est inversement proportionnelle aux longueurs des fils , et directement proportionnelle aux quatrièmes puissances de leurs épaisseurs. Les longs fils ont encore cet avantage qu’on peut les tordre d’un plus grand nombre de degrés , sans que leur élasticité soit altérée. 11 faut en outre employer les matières dont l’élasticité est la moins imparfaite. A cet égard , on peut consulter, dans le Traité général , les indications données par Coulomb,
de l’élasticité.
La balance de torsion peut servir pour rendre sensible Fattraction que tous les corps de la nature exercent les uns sur les autres, proportionnellement à leur masse et réciproquement au carré de leur distance; attraction qui, pour la masse de la terre , produit la pesanteur en vertu de laquelle tous les corps tendent vers son centre. Concevons en effet , que le fil étant au point de repos , on descende verticalement devant les extrémités de l’aiguille et en sens opposés, deux sphères d’une matière quelconque. Si elles exercent réellement une attraction à distance sur les molécules de l’aiguille suspendue , et si elles sont à leur tour attirées par elle , l’aiguille doit se déranger de sa position naturelle, et s’avancer vers les sphères qui l’attirent, jusqu’à ce que la force de torsion , augmentée par ce déplacement , fasse équilibre à l’attraction. Même, à cet instant d’équilibre , l’aiguille marchera encore, non pas, à la vérité , en vertu de l’attraction seule , puisque la force de torsion l’emporte alors sur elle, mais en vertu de sa vitesse précédemment acquise. Elle s’avancera ainsi jusqu’àce qu’enfin la force de torsion toujours croissante ayant détruit cette vitesse , commence à ramener l’aiguille vers son poin t de repos, le lui fasse même dépasser jusqu’à une certaine distance , d’oit elle recommencera de nouveau à se mouvoir vers les sphères, et ainsi de suite , en faisant une série d’oscillations. On pourra même rendre l’effet plus sensible en portant une plus grande partie de la masse de l’aiguille vers ses extrémités, ce qui se fera en la rendant très-mince, et la terminant à ses bouts .par deux sphères. Cela aura encore l’avantage de faciliter le calcul de l’expérience ; car, dans la loi de l’attraction proportionnelle au carré des distances, on démontre qu’une, sphère attire un point extérieur, comme si toute sa masse était réunie à son centre; et quoique la masse de l’aiguille ne puisse jamais être rendue tout-à-fait nulle , on conçoit que , si elle est fort petite comparativement à la masse des sphères , elle n’aura sur les oscillations qu’une influence pareillement très-faible , dont il sera facile de tenir compte par le calcul ; on saura donc ainsi quelles masses doivent avoir les deux sphères 7 pour faire osciller le bras de la
