Jouffrst, Zr/roduction à la fhéorie de d'énergie

d'une mème qualité des corps en mouvement, à savoir l'aptitude à vaincre les obstacles que posséde un corps de masse M, animé d'une vitesse V. C'est cette aptitude qui est proprement appelée énergie. Elle peut être exprimée soit par le produit FL, soit par le

produit Lys, de même qu'elle peut se manifester tour à tour

sous la forme de travail ou sous celle de force vive.

Pendant qu'elle se manifeste sous l'une ou l'autre forme, on lui donne souvent un nom unique, celui d'énergie actuelle, qui signifie énergie en acte, ou énergie de mouvement. On dit encore, dans le mème sens, énergie dynamique.

% Énergie potentielle. — Quand l'énergie ne se manifeste sous aucune de ces deux formes mécaniques, elle n'en existe pas moins à l'état latent, en quelque sorte, ou bien en puissance, comme on dit en philosophie.

Ainsi le système matériel constitué par la Terre d'une part et de l'autre par un corps pesant, une pierre par exemple, de poids P et de masse M, qui serait immobile sur un appui, à la hauteur h, n'est pas du tout dans les mêmes conditions, au point de vue de l'énergie, que le même système si la pierre était immobile sur le sol. En effet, si nous supprimons l'appui, de manière à laisser tomber la première pierre, elle acquerra, par le seul fait de sa chute, une énergie actuelle qui ira en croissant, et qui aura atteint la valeur Ph au moment où la pierre touche le sol, Par conséquent, dans sa position initiale, le corps pesant, tout immobile qu'il était, possédait, à l'état latent ou en puissance, l'énergie qui s'est ensuite manifestée dans sa chute, C'est à cette sorte d'énergie, énergie tranquille et comme emmagasinée dans le corps, qu'on à donné le nom d'énergie potentielle (ou en puissance), par opposition à l'énergie actuelle ou énergie de position.

Par exemple, une masse d'eau de poids P, située à une hauteur h, constitue un approvisionnement d'énergie potentielle égal à Ph. Cette énergie potentielle est égale à l'énergie actuelle (travail ou force vive) qu'il a fallu dépenser pour élever l'eau à la hauteur het en remplir le réservoir.

De même, lorsqu'on remonte une montre, on dépense une cer: laine quantité d'énergie dynamique qui s'emmagasine dans le ressort, sous la forme d'énergie de position, et qui se retransformera lentement en énergie dynamique, à mesure que le ressort mettra les rouages en mouvement.

5° Énergie lolale, — La quantité d'énergie de position que possède le ressort de montre, à un moment donné, dépend de Ja

quantité d'énergie dynamique qu'on y a emmagasnée eme reman-

MÉCANIQUE : DYNAMIQUE. up

hot. S l'on n'a donné que deux ou trois tours de clef, lé ressort n'aura pas acquis toute l'énergie potentielle dont il est susceptible, il ne pourra pas créer, par sa délente, assez d'énérgie dynamique pour faire parcourir aux aiguilles leur course complète sur ke cadran. Mais si l'on a donné au ressort son degré de tension maximum, il produira, en se détendant, toute l'énergie qu'il est apable d'emmagasiner d'abord sous la forme poténtielle et puis de restituer sous la forme dynamique : c'est ce qu'on appelle l'énergie totale du ressort.

On voit que c'est l'énergie qu'il est capable soit d'emmagasiner en passant de la limite extréme de délente à la limite extréme de tension, soit de restituer en repassant, au contraire, de l'état de lension maximum à celui de détente complète.

Îlen est de méme dans le cas des corps pesants, Si, au lieu de porter la masse d'eau à une hauteur k, on l'élève à dés hauteurs successivement croissantes, la pesanteur accomplira sur cette masse un travail de plus en plus grand et lui communiquera une énergie potentielle de plas en plus considérable, Pour donner à la pesanteur la plénitude de son action, et emmagasiner dans la masse son énergie totale, il faudrait la supposer élevée jusqu'à une altitude telle, que l'attraction terrestre devint insensible.

Ce cas se réalise approximalivement pour les astéroïdes que la Terre rencontre dans sa révolution autour du Soleil, qu'elle entraine dans sa sphère d'attraction, et qui traversent son atmosphére sous le nom d'étoiles filantes ou de bolides, L'énergie totale d'un de ces bolides, c'est la quantité de force vive qu'il a acquise, depuis l'instant où il a été saisi par la pesanteur jusqu'à l'instant où il louche le sol. 5

En général, l'énergie totale d'un système matériel, c'est la quanlilé maximum d'énergie que, sans l'influence des forces auxquelles il est soumis, le système peut emmagasiner, sous la forme d'énergie potentielle, pour la restituer ensuite sous la forme d'énergie dynnque.

37, Principe de la conservation de l'énergie. — Lorsqu'un corps pesant, de poids P et de masse M, tombe, dans le vide, d'une

hauteur 4, il acquiert une force vive 3 MV3 déterminée par l'équation

À nv:

Ph= 5 mV";

mais ep mème feMPs que son énergie dynamique s'accroil de

pme, son énergie potentielle diminue de la quantité équiva-

lente Ph. Inversement, lorsqu'un corps pesant s'élève suivant la verticale, son énérgie potentielle s'accroit, en même temps que son énergie dynamique diminue de la quantité équivalente, 1 s'établit donc une compensation exacte entre ces deux sortes d'énergie, de manière que leur somme, qui est l'énergie totale du corps, reste invariable. C'est dans ce fait que consiste le principe de la conservation de l'énergie. Il ne s'applique pas seulement au cas de la pesanteur; c'est le principe le plus général de la mécunique, et on peut l'énoncer de la manière suivante :

Étant donné un système de points matériels sollicité par des forces intérieures el par des forces extérieures, la demi-variation de force vive du système, relative à un intervalle de temps déterminé, est égale à la somme algébrique des travaux effectués par les forces, tant intérieures qu'extérieures, pendant le même intervalle de temps !.

Tel est le principe de la conservation de l'énergie, qui est le fondement de la physique moderne, comme le principe de la conservation de la matière est le fondement de la chimie moderne. Nous avons dit que l'objet de la physique est la matière en mouvement. Or l'effet immédiat de la matière en mouvement, c'est l'énergie : et c'est l'énergie qui produit, par ses transformations, non seulement le travail et la force vive, mais toutes les propriétés des corps, tous les agents physiques, le son, la chaleur, la lumière et les forces de toute nature. Nous pouvons donc dire que l'objet de la physique, c'est l'énergie el ses transformations.

38. Unités métriques d'énergie et de puissance. — Le travail et la force vive étant deux formes différentes d'une même grandeur, l'énergie, il est naturel de les évaluer au moyen de la mème unité,

4° Kilogrammètre. — C'est le produit Ph, c'est-à-dire l'expression du travail de la pesanteur qui a servi au choix de l'unité d'énergie. On a pris le travail correspondant à un poids de 1 kilogramme qui déplacerait son point d'application de 1 mètre dans