DE L’ÉLASTICITÉ

mairies , etc. La fig. 2 2 représente un des plus simples et des plus exacts.

SECTION VL

De r Élasticité.

Ce qui précède nous a démontré de plus en plus que tous les corps sont criblés de pores , et qu’en eux réside non-seulement une force attractive qui pousse les molécules les unes vers les autres, mais aussi un principe répulsif qui les maintient à certaines distances. L ' élasticité f qu’on peut définir une propriété en vertu de laquelle un corps, soumis à une force étrangère , lui obéit momentanément et revient ensuite en tout ou en partie, par une suite d’oscillations , à son état primitif, semble donc une conséquence même de cet état composé , et doit appartenir , mais avec des variations , à tous les corps. En effet, en comprimant un corps, rapprocbe-t-on les molécules plus que ne le comporte son état ? le principe répulsif augmente d’énergie entre les molécules rapprochées, il résiste à cette compression , fait effort pour la vaincre , et dès qu’elle cesse , tend à ré-

tablir les choses comme elles étaient auparavant. Au contraire, agrandit-on les pores d’un corps en l’étendant, le tirant, on fait violence au principe attractif, et pourvu qu’on ne dépasse pas certaines limites, les molécules continuant à être animées d’un penchant irrésistible les unes pour les autres, dès que la force étrangère cessera, elles tendront également à remettre les choses dans leur premier état.

Cependant on conçoit qu’il arrivera fréquemment, d’une part, que dans cette compression on aura délogé le calorique en tout ou en partie , ou bien on aura forcé le corps à changer de forme , et dans ce cas , il ne reprendra pas entièrement ou même pas du tout sa figure primitive : et d’autre part, que par une extension démesurée de ce corps, on aura rompu les liens d’attraction partiellement ou en totalité , et par suite , il conservera plus ou moins la nouvelle forme qu’on lui aura donnée. Ainsi nous reconnaissons à l’élasticité deux causes qui ont beaucoup d’analogie dans leurs effets , mais qui sont d’une nature différente ; l’une, qui agit dans les cas de compression , est produite par l’excès de l’action du principe répulsif, c’est-à-dire du

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calorique; l’autre, qui se manifeste clans les cas à' extension , est due à l’excès de la force d’attraction.

Nous allons examiner les principales circonstances dans lesquelles se manifestent ces deux sortes d’élasticités , mais nous observerons d’abord que toutes les fois qu’on peut examiner la manière dont se conduit un corps élastique qui revient en tout ou en partie à son premier état, on remarque que c’est en opérant line suite d 'oscillations proportionnelles à la violence qu’on lui a fait subir. Qui ne connaît l’effet des ressorts bandés et détendus , ceux des barres et des cordes élastiques qui ne sont que des espèces de ressorts ? Ces oscillations sont la conséquence nécessaire de la manière d’agir de l’élasticité : en effet , il est évident qu’un ressort tendu, et on peut lui assimiler tous les autres cas , lorsqu’on vient à le lâcher, ne peut s’arrêter précisément au point de sa position primitive : il le dépassera , comme nous avons vu le pendule osciller autour de la verticale , et il ne s’en rapprochera pour le dépasser de nouveau, que quand l’élasticité aura détruit sa force d’impulsion ; il est même facile de concevoir

qfee s’il était parfaitement élastique et ne rencontrait aucune résistance , ces oscillation» continueraient indéfiniment.

, Au reste, dans le traité des fluides impondérables ,• on aura occasion de s’occuper de nouveau de ces phénomènes et de rechercher leurs lois, en parlant des vibrations des corps sonores et de l’air comme véhicule du son , ainsi que de celles du fluide lumineux , toutes produites par la compression et l’élasticité. Mais faisons remarquer que par leurs vibrations seules, il demeure démontré à nos yeux que tous les corps solides et même liquides sont compressibles, mais seulement à un moindre degré , que ceux où cette propriété est manifeste, tels que les bois, les cuirs, le liège, la moelle de sureau, le caoutchouc ou gomme élastique, ce que d’autres propriétés et notamment leur réflexion après le choc, prouvent d’ailleurs suffisamment.

Quant aux substances aériformes , elles sont éminemment compressibles et dilatables , d’où le nom de fluides élastiques par lequel on les désigne souvent , et même leur compressibilité ne paraît avoir d’autre limite que leur changement en liquides. . ‘

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Pour rendre raison de tous les phénomènes d’élasticité , il ne suffit pas de faire intervenir le calorique seul; ceux qui sont dus à une compression s’expliquent très-facilement par cette cause , mais il n’en est pas ainsi de ceux que présentent la flexibilité et surtout X extensibilité de certains solides. Ces propriétés particulières, considérées en général par les physiciens comme une modification de l’élasticité , en vertu de laquelle les molécules de certains corps , écartées les unes des autres , détournées de leurs positions naturelles , tendent à reprendre leur premier état, lorsque, dans ces actes de violence , on n’a pas dépassé certaines limites, étaient demeurées à peu près sans explication : car, comment pouvait-on les attribuer au calorique puisque, loin d’étre comprimé ou chassé, il se trouve plus à l’aise ? Il nous semble facile d’expliquer cette sorte d’élasticité par extension , au moyen de la force de cohésion. En effet , dans les corps solides la puissance du calorique, ou principe répulsif, est très-bornée : celle de l’attraction est considérable; si l’on n’écarte pas assez les molécules d’un tel corps pour la détruire, il est évident que lorsque la force qui

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opérait cet effet cessera, l’attraction tendra à remettre les choses dans leur premier état ; elle y réussira complètement si les molécules ont été seulement écartées , mais non déplacées ; elle n’y parviendra qu’en partie , ou même pas du tout , si les molécules du corps ont changé de position. Ce qui démontre cette explication, c’est que l’élasticité des corps solides est en général d’autant plus grande, d’autant plus parfaite, qu’ils sont plus durs, plus tenaces, et d’autant plus faible qu’ils sont plus mous ou plus ductiles. Ce qui en est aussi une nouvelle preuve, c’est que cette sorte d’élasticité par extension ne se rencontre que dans les solides. Il ne paraîtra donc plus étonnant que l’augmentation du calorique dans un corps de cette nature diminue son élasticité, puisque la chaleur le rend plus mou, moins tenace, diminue la cohésion, l’attraction ; tandis que d’un autre côté on ne sera pas davantage étonné de voir l’élasticité par compression croître dans les liquides et les gaz, à mesure que le calorique s’y accumulera en plus grande quantité.

Nous pouvons donc regarder comme constant que l’élasticité a deux causes bien dis-

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tinctes, et que tous les phénomènes qui lui appartiennent peuvent se rapporter à la compression et à l’extension des corps; ceux de pression, de choc, de réflexion, dépendent de l’élasticité par compression : ceux de flexibilité et d’extensibilité appartiennent à la seconde espèce. Parcourons rapidement ceux qui méritent de fixer notre attention.

L’élasticité en vertu de laquelle un corps qui en frappe un autre rebondit, rejaillit, se réfléchit, ainsi que nous venons de le dire tout à l’heure, prouve la compressibilité d’une manière péremptoire ; car cet effet ne peut se concevoir et s’expliquer nettement qu’en admettant que la rencontre des deux corps, en rapprochant outre mesure les molécules , les a placées dans un état forcé d’où elles cherchent à sortir. Ces molécules agissent alors comme une multitude de petits ressorts bandés par le choc, et qui, par leur détente simultanée, font jaillir le corps avec plus ou moins de force selon la vitesse do la chute, la puissance du choc, le degré de compressibilité et d’élasticité des deux corps qui se rencontrent. Ainsi, le marbre, l’agathe, l’ivoire, le verre, tous les solides, re-

bondissent avec d’autant plus de force qu’ils sont moins ductiles, plus durs. Ce qui démontre que dans ce phénomène il y a réellement rapprochement des molécules, c’est que si l’on enduit une table de marbre , par exemple, d’une légère couche de graisse , et qu’on y laisse tomber une bille également de marbre, ou bien d’agathe, de verre, on apercevra sur le corps gras une tache d’une grande dimension , tandis qu’elle ne devrait se montrer que comme un point s’il n’y avait point eu compression de part et d’autre. Mais ce ne sont pas seulement les solides qui sont réfléchis de la sorte, il en est de même des liquides , ce qui prouve leur compressibilité.

beaucoup de corps , qui ne paraissent pas plastiques dans les circonstances que nous venons d’analyser, le deviennent d’une manière frappante et permettent même de mesurer cette propriété, lorsqu’ils sont réduits en fibres très-minces , étirés en fils très-fins. Si on les soumet alors à une légère tension , on les voit s’allonger, et lorsque la tension cesse , reprendre leur premier état. Maintenus à leurs extrémités , si on les écarte de cette position, on les voit y revenir par une suite d’oscilla-

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fions : tel est notamment le cas des cordes sonores.

U est encore un grand nombre de substances qui manifestent une élasticité souvent très-forte lorsqu’on les infléchit. Les arts ont fait de cette propriété mille applications utiles , soit dans la construction des ressorts de toute espèce, soit dans la préparation des matelas, des coussins, des tissus épais où l’élasticité des libres employées rend le corps doux et moelleux. L’amincissement est pour certains corps une cause puissante d’élasticité ; ainsi le verre, l’un des corps les plus rigides et les plus fragiles, acquiert une grande flexibilité lorsqu’il est réduit en fils très-minces : il compose alors ces charmantes aigrettes ondoyantes que nous voyons orner, sous le nom d’esprits, la coiffure des dames; preuve que la physique est nécessaire pour la connaissance approfondie même de la toilette.

Les arts emploient certains procédés , tels que l 'écrouissage , le recuit , la trempe, sur lesquels nous devons dire quelques mots, parce qu’ils influent puissamment sur l’élasticité. Leur explication n’est pas sans difficulté ; toutefois , l’écrouissage, qui rend les métaux

plus cassans ; le recuit , qui les remet dans leur état ordinaire, s’expliquent par le rapprochement forcé des molécules dans le premier cas, et le rétablissement de leur état naturel dans le second ; mais la trempe , opération dans laquelle un corps très-chaud est plongé dans l’eau froide , qui rend l’acier plus dur et plus cassant , et l’alliage de cuivre et d’étain propre à fabriquer les tamtams, plus mou et plus malléable , qui n’opère rien sur l’or, le cuivre , etc. , qui place ces gouttes de verre jetées en fusion dans l’eau et qu’on nomme larmes bataviques , dans un état d’équilibre si précaire que le moindre mouvement détermine leur rupture en fragmens impalpables , paraît agir si différemment en vertu d’états d’agrégation ou de modes de position des molécules que nous ne connaissons pas bien.

Cependant l’exemple de l’acier et des larmes bataviques s’explique très-bien par le refroidissement subit des couches extérieures ; car il doit en résulter d’abord , que le corps est plus volumineux qu’il n’eût été s’il se fût refroidi lentement , et c’est ce que l’expérience confirme; et en second lieu, que les molécules intérieures sont dans un état de con-