FROTTEMENT ET RESISTANCE. X1"J

une barre droite dans la direction de son axe, elle peut seulement la comprimer ou l’alonger; mais si la direction de cette force est parallèle à l’axe et agit sur la barre en un point plus ou moins éloigné de cet axe, la compression ou l’extension deviendra alors partielle ; il en résultera que la barre sera nécessairement courbée, et la courbure sera proportionnelle à la ligne de direction de la force.

On a commis des erreurs fort graves dans toutes les expériences qui ont été faites sur la courbure des colonnes et des solives exposées aux forces longitudinales; et nul doute qu’elles provenaient les unes de la difficulté d’appliquer exactement la force aux extrémités de l’axe, les autres, des défauts accidentels, inbérens aux substances employées, dont les fibres étaient originairement dans des directions telles qu’elles devaient produire plutôt des colonnes courbes que droites : car, en principe, toutes les fois qu’une force agit sur une colonne droite , dans la direction de son axe , cette colonne ne sera que comprimée ou étendue ; mais il peut arriver que cette force agisse parallèlement;

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à l’axe de la colonne , et alors il y a courbure partielle.

La torsion consiste dans le déplacement latéral ou la dépression des parties opposées d’un solide, dans des directions opposées, les molécules centrales conservant seules leur situation naturelle. Cette force varie, suivant l’expérience, dans le rapport simple de l'angle de torsion : on ne peut l’expliquer toutefois par l’action unique des fibres longitudinales ; mais elle paraît devoir être presqu’entièrement attribuée à la solidité ou adhésion latérale, qui s’oppose au déplacement dés molécules. Si un fil de fer est deux fois plus épais qu’un autre de la même longueur, il faudra une force seize fois plus considérable pour lui faire faire un tour de torsion : la roideur rariant comme quatre fois le diamètre, c’est-à-dire comme le carré de son carré. Mais , si la longueur varie, il est évident que la résistance à là force de torsion sera en raison inverse de la longueur.

Le dernier effet de la force sur les corps solides est la fracture , qui a lieu soit par l’impulsion, soit par la pression seulement.

FROTTEMENT ET RESISTANCE. l$g

L’action qui résiste à la pression s’appelle la force, et celle qui fait résistance à l’impulsion peut être appelée souplesse. La force d’un corps est égale à la somme des rapports de sa cohésion et de sa répulsion immédiate, ou élasticité, plus sa. solidité , c’est-à-dire le degré d’extension, de compression, ou de dérangement dont il est susceptible, sans qu’il en résulte séparation dans ses parties. La souplesse est à la fois proportionnelle à la force et à la dureté du corps : sa mesure est le produit de la masse et le carré de la vitesse d’un corps capable de le rompre , ou en d’autres termes, de la masse et de la hauteur dont il faudrait que le corps tombât pour acquérir une vitesse pareille; tandis que la force se mesure par la plus grande pression qu’il puisse supporter à l’état du repos.

La courbure est le procédé le plus ordinaire d’obtenir la fracture; la superficie du côté convexe ayant plus d’extension, cède la première, excepté pour les substances fibreuses molles, telles que le bois vert dont la surface convexe est plutôt écrasée que déchirée. On peut juger, d’après ce qui précède, combien il est important dans la détermina-

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lion de la forme et de la quantité des matériaux que l’on doit employer dans les constructions mécaniques , de considérer la nature et la puissance des forces auxquelles ils seront capables de résister.

A un petit nombre d’exçeptions près , le frottement de tous les corps solides peut être assimilé à une force Retardatrice uniforme, sans augmentation ni diminution , lorsqu’on change la vitesse relative des corps. Le frottement de quelques substances augmente tant soit peu avec la vitesse , mais à mesure qu’ils deviennent plus polis , cette différence disparaît.

On sait aussi que dans le plus grand nombre des cas, la force du frottement est en rapport simple avec le poids ou la pression exercée par les corps en contact, indépendamment de la grandeur de leurs surfaces : toutefois Coulomb a remarqué qu’outre cette force il existait une autre résistance, qu’on pouvait évaluer à quelques livres par pied carré de surface, et qui est indépendante de la pression. En calculant ces forces séparément, nous arriverons sans doute à apprécier avec exactitude toute la résistance,

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et par suite on a calculé que le frottement d’une pierre sur une pierre est égal à la moitié de la pression ; celui d’une pièce de bois sur une autre est égal au tiers; celui d/jin métal sur un métal est d’un quart : ce qui suffit pour apprécier l’effet des machines. Il arrive quelquefois que l’emploi des substances onctueuses, qui d’abord diminue le frottement, l’augmente au contraire si l’on n’a pas soin de les renouveler fréquemment.

Le moyen le plus simple d’estimer la puissance du frottement de deux corps, c’est d’incliner leurs surfaces respectives suivant un plan horizontal, jusqu’à ce que l’un d’eux glisse sur l’autre : ce moment détermine la force de leur adhésion ; mais pour connaître le frottement quand ils sont en mouvement, il faut d’abord les séparer et les solliciter alors à se mouvoir en imprimant un léger mouvement à tout l’appareil. Le frottement, dans ce cas, est à la pression, comme la hauteur du plan incliné est à sa longueur horizontale.