ONDE PRODUITE PAR UN COUP DE PISTOLET
La marche de l'expérience est exactement la même que celle qui a été suivie sur la conduite de o™io8 de la Route militaire. On produit Tonde par un coup de pistolet; le dé^ part est marqué par la rupture d'un fil métallique tendu sur la bouche du canon. Immédiatement après le coup, on retire la plaque qui porte le pistolet, et on la remplace par la membrane A. Ainsi on note, successivement, l'arrivée de Fonde sur la membrane B et son retour à la membrane A après sa réflexion à l'extrémité B de la con4uite.
Dans les trois premières séries, les membranes du diamètre o'^io sont les mêmes que celles qui ont servi pour la conduite de o"io8, et elles conservent la même tehsion. La charge de poudre est deo^4o; la pointe du butoir est toujours maintenue à une distance d'environ 7 millimètre de la plaque métallique des membranes.
Première série (29 novembre 1862).
Petit pistolet de salon A, cliarf^é de ov'4o de poudre.
La double oscillation du pendule vaut 10x^70 doubles vibrations du diapason. .
La température à l'intérieur du tuyau, à 3 mètres de Porifîce A, est de ii^B,
Numéro
Membnne B.
Membrane A.
des bandes.
Vo
Vp'
Wo
Wo'
On observe ici l'arrivée de l'onde sur la membrane B et son retour sur la membrane A; mais le second retour sur la membrane B n'a jamais eu assez de force pour la faire marquer.
Deuxième série (29 novembre).
Chaire de poudre = o*^4o.
La double oscillalion du pendulovaiil 101,67 doubles vibrations du diapason.
Tempéralure du tujau = 1 1%, /= io»"o5, H = 748,7.
La membrane B n'a jamais marqué le retour de ron( qui correspondrait à un chemin parcouru 3L = 57i5°'o.
igO TUYAUX A EAU DE 0™300
Troisième série (29 novembre).
Charge de poudre = o*'4o.
La double oscillation du pendule vaut 101^70 doubles vibrations du diapason. T=rii*4, /= io™o5, H = 748,8.
Naméro , Membrane B. Membrane h.
des bandes. L = 1005"0 Ls S810"0
Moyennes =s 285,57 ^73,9
Vo'= 33i,5o 329,87
Dans ces trois séries, le coup de pistolet a la même intensité; les membranes restent dans les mêmes conditions. On peut donc prendre la moyenne générale :
Chemins parcourus. . 1905*0 38io"o igoS^o 38io"o
!'• série 332,87 331,72 33a,o4 33o,89
a* série 333,oi 330,98 332,i8 329,i5
3* série 332,33 33o,70 33i,5o 329,87
Vo = 332»74 33i»i3 V^' = 33i»9i 33o«3o
Wo = 332,74 329,55 Wo'= 331,91 328,72
Nous voyons encore ici que la vitesse de propagation est sensiblement moindre pour l'onde, quand elle parcourt le même chemin après s'être réfléchie à l'extrémité B.
DE LA ROUTE MILITAIRE. igi
Les expériences des séries 4» 5 et 6 ont été faites pour reconnaître l'influence que la tension plus ou moins forte, donnée à une même membrane, exerce sur la vitesse apparente de propagation.
Quatrième série (29 novembre).
On détend les membranes ; celles-ci paraissent avoir gagné en sensibilité, car on observe beaucoup plus d'ondes secondaires qui marquent sur les bandes. Je ne les inscris pas dans les tableaux.
Charge de poudre = o"4o.
La double oscillation du pendule vaut 101,70 doubles vibrations du diapason. T = ioo8, y=9™66, H = 749,o-
Naméro
Membrane B.
Membrane A.
des bandes.
Moyennes
Vo
Vo'
£n comparant les vitesses ainsi obtenues avec celles qui ont été données par les membranes plus tendues des trois séries précédentes, on reconnaît qu'elles sont notablement plus faibles. Ainsi quand les membranes sont détendues j elles
192 TUYAUX A EAU DE 0™3oO
sont plus sensibles pouf" marquer les ondes faibles ^ mais elles mettent plus de temps a établir le contact et donnent ainsi des vitesses plus petites. Il est donc nécessaire de donner aux membranes une forte tension, ce qui permet aussi de rapprocher beaucoup le butoir.
Cinquième série (29 novembre).
Pour ne laisser aucun doute sur ce sujet, on tend de nouveau les membranes et on les amène successivement aux mêmes conditions que dans les séries i , 2 et 3.
Charge de poudre == o*'4o.
La double oscillation du pendule vaut 101,77 doubles vibrations du diapason,
La température du tuyau est io*8, /*= 9™™66, H =: 748,9»
Naniéro
Membrane B.
Blembrane A.
des bandes.
mes
Moyei
Vo
Vo'
Wo'
DE LA ROUTE MILITAIRE. ig3
Sixième série (29 novembre).
On donne encore plus de tension à la membrane et on rapproche un peu le butoir.
Charge de poudre :=o"4o.
,79 doubles vibrations du diipasoD
MembriDeB.
1, = iSflS-o
L=^,Mil-S
jeunes = .85,38
5,4,iS
Les expériences des séries 4t 5 et 6 montrent la grande influence que la tension des membranes exerce sur la vitesse apparente des ondes. Il laut toujours opérer avec des membranes minces, très-tendues, et rapprocher le butoir autant que possible.
194 TOTAUX A EAU DK 0"3oO
Les expériences des séries 7 et 8 ont été faites pour reconnaître si l'on alimenterait la vitesse apparente de propagation des ondes d'intensité égale en augmentant le diamètre des membranes.
Septième série (3o novembre).
On remplace les petites membranes de o™io par d'autres d'un diamètre double, c'est-à-dire de o™20 ; celles-ci sont disposées comme le montre la figure 23, planche 11^ et ainsi que je l'ai décrit page 82. La longueur totale de la ligne est un peu augmentée (de o'"2o), par suite de la hauteur des tubulures qui portent les membranes.
La double oscillation du pendule vaut x 01 178 doubles vibrations du diapason. Distance de la membrane au butoir = l'^'^o.
Nnméro
Hembrane B.
lleaibraoe A.
de» iMiide».
Lc:S8iO^
«ncs
Moyc
zz: «86,87
= 33iy5a
DE LA ROirrE MILITAIRE. igS
Nous obtenons ici des vitesses notablement plus faibles que celles que nous avons trouvées avec les petites meiabranes.
On est donc porté à admettre que dos grandes membranes présentent plus d'inertie, par suite qu'elles sont moins sensibles que les petites. Mais je dois dire que les membranes de o™20 qui ont servi pour ces expériences étaient formées avec un caoutchouc vulcanisé gris, beaucoup plus épais, et c'est la cause principale de leur moindre sensibilité. J^ai constaté le même fait dans d'autres expériences faites plus tard, mais que je n'ai pas inscrites dans ce mémoire. J'ai reconnu qu'il fallait absolument proscrire les membranes épaisses.
Huitième série {i^ décembre).
La diminution de vitesse apparente que nous avons trouvée pour les grandes membranes dans la série précédente, m'a fait penser d'abord que la réflexion de l'onde sur une membrane de grand diamètre pouvait bien donner une plus grande perte de force vive vers le dehors, que lorsque la réflexion se fait sur une membrane d'un diamètre deux fois plus petit, et à fortiori lorsqu'elle se fait sur une plaque pleine en tôle. Cette perte d'intensité diminuerait la vitesse de propagation , mais elle ne produirait d'effet sensible que sur Tonde de retour en A. Pour m'en assurer j'ai ôté la membrane B , et je l'ai remplacée par une plaque pleine en tôle. J'ai laissé en A la même membrane de o^ao^ avec le même écartement du butoir.
TUYAUX A EAU DE 0™3oO
La double oscillation du pendule vaut 101,82 doubles vibrations du diapason. T = io«8, /==9™66, H = 746,5.
Distance de la membrane au butoir = i"*"^.
Niméro
Membrane A
des bftndes.
Moyenne
Vo
Vo'
La vitesse est en effet un peu plus grande que dans la 7* série, où Torifice B était fermé par une membrane flexible sur laquelle s'opérait la réflexion; mais la différence est bien faible.
Les expériences des séries 9, 10 et 11 ont été faites pour reconnaître les variations que subit la vitesse apparente de propagation pour des ondes de même intensité, quand on se sert des mêmes membranes, mais que 1 on fait varier Técartement du butoir.
Neuvième série (i^' décembre).
On remplace les jurandes membranes par les petites de
La double oscillation du pendule v;iut 101,69 vibrations du diapason.T = 10^7, /=9»»6o, H = 746,5.
Le butoir est à une distance de | de millimètre de la pointe de la membrane.
Naixiéro
Membrane B.
Membrane A.
des bandes.
Moyennes
La vitesse est ici la même que dans la cinquième série.
Dixième série (i*** décembre).
On conserve les petites membranes de o™io, maison écarte le butoir à i™™.
TUTADX A EAU DE 0*^300
La double oscillation du pendule vaut ioi,68 doubles vibrations du diapason. r=ioo8, /=9"»66, H = 746,7.
Numéro
des bandes.
la
Dnes
Moye
Vo'
Wo
Wo'
Onzième série (i®' décembre).
Avec les mêmes petites membranes, mais on approche les butoirs à moins de 7 millimètre.
DE LA ROUTB MILITAIRE. igg
La dooMe osciIJadoB du pendule vaut ioi,8 doubles vibrations du dîapasMiy T = xo*8, /= 9»»66, H = 747,0;
KuiDéro
Membrane B.
Membrane A.
de* iMmlM.
îi85,9
ennes
£n réunissant en un seul tableau les résultats des séries 9, 10, II, on trouve pour Tair humide :
ficart de la membrane
•aboMlr. Ls=lMS^. ILssBSit^.
10» série i»»o 33i,77 33i,37
9^ série 0,7 332,04 33i^22
11* série..««. Oy4 333,24 332,i8
On voit donc encore que le rapprochement du butoir a augmenté sensiblement la vitesse de propagation de Tonde.
Les ^Lpériences des séries lâ et i3 avaient pour but de reconnaître si, en remplaçant la membrane B par une plaque
200 TUYAUX A EAU DE 0™3oO
pleine en tôle, on n'obtiendrait pas une plus grande vitesse de propagation pour Tonde qui parcourt la double longueur de la conduite.
Douzième série (4 décembre).
On supprime la membrane B, et on la remplace par une plaque pleine en tôle; ainsi l'onde ne marque plus qu'à son retour à Textrémité A, après sa réflexion sur le fond plein B. Mais on place en A, non la petite membrane de o'^io, mais la grande membrane de o™20 , fortement tendue, le butoir étant à une distance de 7 millimètre.
La double oscillatiun du pendule vaut 101,70 doubles vibrations du diapason. T=ioo8, /=9"^»66, H = 747,0.
Numéro Ifembraoe A.
des baadet. 2L = SSlft«2
Moyenne = 573, a
V = 338«oa Vo = 33i,5i Vo'= 33o,68
Nous trouvons ici pour la double ligne parcourue, mais après réflexion sur une plaque pleine en A, une vitesse de propagation plus grande que celle qui nous a été donnée par les séries 7 et 8 pour le même chemin parcouru et avec la même membrane, mais dans les séries 7 et 8 la membrane était deux fois plus écartée de son butoir. On doit conclure de là que c'est surtout quand on opère avec des membranes épaisses qu'il faut bien les tendre et rapprocher beaucoup le butoir.
Treizième série (4 décembre).
Tout reste disposé comme dans la précédente série, mais on détend beaucoup la membrane A du diamètre de 20 centimètres, afin de reconnaître si, avec une membrane épaisse, on augmente ainsi sa sensibilité et la vitesse apparente de propagation du son. On est obligé d'écarter le butoir au moins à 1 millimètre, car avec un plus grand rapprochement la membrane se met en contact permanent, sa réaction élastique n'étant pas suffisante pour la détacher. On constate immédiatement une plus grande sensibilité, en ce sens que la membrane marque maintenant toutes les ondes secondaires faibles qui n'annonçaient pas leur existence avec la membrane tendue de la série 12^ bien que celle-ci fut plus rapprochée de son butoir. Mais cette plus grande sensibilité n'augmente pas la vitesse apparente de propagation; elle la diminue, au contraire, comme on peut le reconnaître par le tableau suivant :
Numéro des tendes.
Membrane A.
Mf>
Moyenne = 576,14
V = 336-36 Vo= 329^89
a02 TUYAUX A EAU DE 0™3oO
Ainsi des expériences comparatives des séries 12 et i3 on doit conclure que le ramollissement de la membrane augmente bien sa sensibilité, en ce sens qu'elle lui permet de marquer l'arrivée d'ondes faibles qui passent inaperçues quand la membrane est plus tendue; mais la vitesse apparente de propagation des ondes est réellement diminuée, parce que Ton est obligé d'éloigner le butoir et que Ton augmente ainsi le temps perdu provenant de l'inertie de la membrane et du temps qu'elle met à gagner le butoir. Les expériences <le la quatrième série ont déjà conduit à la même conclusion pour les membranes beaucoup plus minces de o°^io.
Il résulte de là qu'il faut rejeter les membranes en caoutchouc épais qui montrent toujours un retard très-sensible ; qu'il y a avantage à se servir d'une membrane mince et très-flexible , à la tendre fortement, et à rapprocher beaucoup le butoir.
ONDE PRODUITE PAR l'oUYERTURB SUBITE d'uN RESERVOIR
RENFERMANT DE l'aIR COHPRIMI^.
J'ai décrit (page 49 ^t suivantes) les dispositions que j'ai imaginées pour produire, à l'orifice des tuyaux, une onde comprimée par une simple injection d'air; mais j'ai adapté au premier tuyau une disposition spéciale qui facilite beaucoup les expériences. Les figures 5, 6 et 9, planche III, dont j'ai donné la description page 76 représentent cette disposition telle qu'elle a été établie sur des tuyaux d'un diamètre
DB LA ROUTE MILITAIRE. âo3
beaucoup plus grand ; mais ces figures^ sufBront pour les explications que j'ai à donner.
On ajuste sur la bride qui termine Torifice du premier tuyau une plaque en forte tôle d'un diamètre double de celui de la bride. Cette plaque est percée d'une ouverture centrale de o™3oo, c'est-à-dire de même grandeur que l'orifice du tuyau. Une planche en chêne glisse entre deux coulisses IK, DL fixées sur la plaque de tôle, et, pour éviter toute sortie d'air du tuyau , on interpose entre la plaque de tôle et la planche un anneau formé par un tube creux en caoutchouc qui est fixé sur la plaque de tôle, et entoure son ouverture centrale.
La planche est percée d'un premier orifice O, de petit diamètre, sur lequel on peut adapter le pistolet à poudre, ou appliquer, avec des vis et un joint au minium, la bride BG de la pièce à robinet BGD, fig. a5, planche II, portant le gros réservoir M, quand on veut, comme dans le cas présent, produire Fonde par une entrée subite d'air comprimé. Pour marquer le départ de l'onde, on se sert d'une disposition semblable à celle de la figure 8, planche II, la lamelle VI étant formée par une feuille de mica recouverte d'une feuille d'étain. Le fil métallique Tt est soudé sur la plaque en métal incrustée dans la planche.
La seconde ouverture de la planche a o™3oo de diamètre; on y applique, à l'aide de vis, la tubulure à membrane, fig. a3, planche II. Le fil métallique fg du butoir de la membrane est soudé sur une plaque métallique incrustée dans la planche.
A l'autre extrémité de la ligne des tuyaux on devait placer, à poste fixe, la membrane B, qui est d'ailleurs semblable à
la membrane A ; mais un accident étant survenu à la ligne télégraphique, il était impossible de s'en servir. Je fis fermer la seconde extrémité par une plaque pleine en tôle, et je ne notais que les ondes de retour.
Pour faire une expérience, on comprime, avec une petite pompe à main, de l'air dans le réservoir M jusqu'à la pression que l'on désire, et que l'on reconnaît sur le manomètre communiquant avec la tubulure M. On glisse la planche jusqu'à ce que le centre de l'orifice O soit dans l'axe de la ligne des tuyaux, ou, ce qui revient au même, jusqu'à ce que la vis se trouve au centre de la petite plaque métallique, et par suite que le fil^g^soit en communication avec la ligne télégraphi-* que. On tourne brusquement le robinet R de i8o^ comme il a été dit (page 5o). Le départ de l'onde est marqué par la mise en contact de la lamelle tl. On pousse vivement la planche pour mettre le centre de la membrane A dans l'axe des tuyaux, en d'autres termes, pour amener la vis au centre de la lamelle métallique , et Ton attend le retour des ondes.
La membrane A est du diamètre de o°^20 ; elle est formée par un caoutchouc mince, semblable à celui de nos petites membranes de o™io. La distance de la membrane à son butoir est de o™™5 dans les séries qui suivent.
DE LA ROUTE MILITAIRE. 2o5
Première série (12 décembre).
L'excès de pression de Taîr dans le réservoir est de o"io de mercure.
1^ température de l'intérieur du tuyau est S'o, /= 8*"»oîi, H = 763,0.
Une oscillation du pendule vaut 101,68 vibrations doubles du diapason.
Naméiti Membrane A.
des bondes, 3L = 8810-S I 576,8
Moyenne = 58i,o
Vo= 3a8,6o
Les nombres du tableau précédent diffèrent beaucoup les uns des autres; cela tient probablement au peu de précision de la marque du départ, mais peut- être aus^i en partie à ce que Tonde réfléchie à l'extrémité B revient si faible en A qu'elle a de la peine à mener la membrane jusqu'au contact.
2o6 TUYAUX A EAU DE 0™3oO
Deuxième série (12 décembre).
On porte l'excès de pression de l'air dans le réservoir à o'^sto. Température de l'intérieur des tuyaux 8®o, /== 8"*"oa, H = 763,2. Une oscillation du pendule vaut 101,77 vibrations du diapason.
Naméro
Membrane A.
des bandes.
Moyenne
Les nombres sont ici beaucoup plus concordants.
Troisième série (12 décembre). .
On amène l'excès de pression dans le réservoir à o'^aS. Température de l'intérieur du tuyau 8«o, /= 8""o2, H = 763,9. Une oscillation du pendule vaot 101,76 vibrations du diapason.
Numéro
Membrane A.
des bandes.
4L ts 7030-0
ii57,3
les
ssi
Il 55^0
Moyenn
ii56,87
SZî
DE LA ROUTE MILITAIRE. âOy
L'onde est maintenant beaucoup plus intense, car Ton observe souvent un second retour sur la membrane A.
Ainsi nous trouvons, avec cette manière de produire Tonde foulante, suivant que Tair est plus ou moins comprimé dans le réservoir :
PresBioo dans le réserfoir
Vitesse
qui produit Voaé».
de propagation
o"*io
o,ao
On voit que la vitesse de propagation de Tonde est d'autant plus grande qu'elle est produite par un plus grand excès de pression, en d'autres termes qu'elle a plus d'intensité au départ.
Quatrième série (12 décembre).
Enfin, pour faire la comparaison de cette onde avec celle qui est produite par le coup de pistolet à poudre, en laissant toutes les autres conditions semblables, on enlève le réservoir à air comprimé, et on met à sa place notre pistolet ordinaire à poudre, que Ton charge, chaque fois, de i^ 5 de poudre. Il est bon de rappeler qu'on n'emploie que la seule membrane A du diamètre de o°^âo, formée par un caoutchouc mince, fortement tendu , et avec Técartement o°""5 de son butoir.
2o8 TUYAUX A EAU DE o"*3oO
La température intérieure du tuyau est S^o, /= 8"^™oa, H = 764,0. Une oscillation du pendule équivaut à 101,75 vibrations doubles du diapason.
NiimOro
Membrane A.
de» bande!
ftL=762C-6
6Lk 11430-0
8L=152ftO"0
ii53,a
ii5a,6
ii52,9
es
ii53,3
Moyenn
ii54,i6
