CHAPITRE V

Relativement à l'épaisseur à donner aux aiguilles, l'expérience prouve que la force directiice croît dans un rapport moindre que les épaisseurs, et que le frottement suit la loi des pressions; il en résulte que, toutes choses égales d'ailleurs, il faut donner très-peu d'épaisseur aux aiguilles, et seulement le degré nécessaire pour qu'elles ne fléchissent pas.

§ VIII. Des actions exercées sur V aiguille aimantée par des sphères de fer.

uoy.M.Barlow (i)a été conduit à l'étude de ces actions en cherthant le moyen de garantir les aiguilles de boussole de l'action des masses de fer qui se trouvent à borti des vaisseaux. Le travail qu'il a fait à ce sujet est tellement étendu, que nous ne pouvons en donner qu'un précis, qui cependant sera assez comj)lel pour qu'on y retrouve les principaux résultats qu'd a obtenus. Nos suppressions portent particulièrement su ries détails de calcul.

M. Barlow a commencé par décrire sur une plate-forme unie plusieurs circonféiences de cercles concentri(jues, de 8 à 16 pouces de rayon, et a fait passer par le centre commun une li^ne droite dans la direction du méridien magnétique; puis, après avoir marqué les points est et ouest, il a divisé le cercle en paities égales de dix degrés chacune.

Ayant ajusté une aiguille aimantée au centre du cercle, il a ap|)li(]ué successivement à chaque point de la division et à différentes distances du centre, des boulets ou bombes de 5 pouces ^, 8 ponces et 10 pouces, qui pesaient i[\ livres, 48 livres et 96 livres, et a noté dans chaque cas la déviation produite. L'aiguille a marché du nord vers l'ouest quand le boulet passait du nord au sud par l'est; et l'effet était produit dans une direction opposée lorsque le boulet passait dans l'autre demi -cercle. La plus

(i) An Essay on magnetic attractions and on the laws of terrestrial and electro-majjnetism, by Peter Barlov?. Second édition, London iSaS.

344 ACTIONS EXERCÉES SUR l'aIGUILLE AIM., ETC.

grande déviation avait lieu quand les boulets se trouvait-nt entre les jjoints sud et est ou sud et ouest du cercle.

Une petite balle solide de deux pouces de diamètre a produit un effet contraire, c'est-à-dire que la déviation a été d'abord orientale : elle atteignait son maximum entre le nord et l'est; décroissait, devenait nulle entre l'est et le sud; après (|uoi elle devenait occidentale, atteignait son maximum, et s'évanouissait de nouveau lorsque la balle était lout-à-lait au sud.

La même cbose avait lieu , mais en sens inverse , quand la balle passait du sud au nord par l'ouest. Cette anomalie apparente resta d'abord sans explication. JM. Barlow répéta ses premières (expériences sur les bombes, mais en élevant cette fois le centre de l'aiguille aimantée au niveau du plan de récpiateur de eluKUine d'elles; il ti'ouva, par exemple, qu'une déviation orientale avait d'abord lieu, et disparaissait lorsque la balle passait do l'est au sud , et (pie le contraire se montrait (piand elle passait du sud à l'ouest et de l'ouest au nord.

En élevant Taiguille de dix pouces au-dessus de la plate-forte, la déviation, au lieu d'être d'abord occidentale, comme dans la première expérience, ou d'abord orientale, ensuite zéro et occidentale, comme dans la dernière, elle devenait tout-à-fait orientale dans le premier demi -cercle et occidentale dans le second. Les résultats, dans ce cas, étaient donc inverses de ceux qu'on avait obtenus dans le premier cas.

Ces faits prouvent (pie la déviation dépendait de la position ducenti'c par rapport à l'aiguille. Effectivement, .si à cluupie point, excepté au nord et au sud, on transportait le boulet de liant en bas dans la même verticale, on obtenait d'abord une déviation orientale et ensuite occidentale, ou d'abord occidentale et ensuite orientale; par conséquent , dans cliacune de ces verticales, il devait y avoir quelque point où la déviation fût nulle. M. Barlow cbercba si tous ces points étaient placés dans un plan , et quelle était l'inclinaison de ce plan par rapport à l'borizon.

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208. A cet effet, il se procura une table fortement fixée en terre, et au milieu de laquelle se trouvait une ouverture circulaire d'un peu plus de dix pouces de diamètre, au travers de laquelle on pouvait élever et abaisser à volonté une bombe de dix pouces de diamètre, au moyen d'une poulie. I^a surface supérieure de la table était disposée comme la plate-forme, c'est-à-dire qu'elle portait un cercle divisé. L'aiguille fut portée autour du boulet. En élevant celui-ci jusqu'à ce que son action fût insensible, et l'abaissant ensuite graduellement, on nota la déviation à différentes liauteurs; on s'assura, par ce moyen, que plusieurs points sans action étaient tous placés dans un seul plan, dont l'inclinaison était d'environ 20 degrés, c'est-à-dire que ce plan était tout- à-fait ou presque perpendiculaire à la direction de laiguille d'inclinaison.

La cause de l'anomalie apparente observée avec la petite balle solide est facile à expliquer, le centre étant placé un peu au-dessus du pivot de l'aiguille, le plan de non attraction passait dessus ou dessous ce point, selon la position de la balle; tandis que dans les bombes le centre passait au-dessus dans toutes leurs positions, excepté quand on élevait l'aiguille.

M. Barlow soumit à l'expérience des bombes de plus fortes dimensions, et obtint les mêmes résultats.

Il existe dans cliaque boulet de fer deux plans où l'on peut placer l'aiguille sans que sa direction soit influencée; l'un, qui est celui de non attraction, et l'autre, qui est le plan vertical correspondant au méridien magnétique.

On voit donc 1° que chaque boulet de fer a un équateur magnétique, qui se trouve dans le plan de non attraction, et que ce boulet possède, cojnme la terre, deux pôles magnétiques, l'un dirigé vers le nord et l'autre vers le sud , les lignes qui unissent ces pôles étant parallèles à la direction de l'aiguille d'inclinaison.

2" Que l'effet produit sur l'aiguille par le fer dépend entièrement de la position du centre du boulet, par rapport au pivot de l'aiguille, si l'on admet qu'une sphère (fig. 92)

346 ACTIONS EXERCÉES SUR l'aICTJII.LE AIM. , ETC.

A A' A" entoure de toutes parts le boulet de fer O, et que l'on prenne le cercle de non al fraction QQ comme un équateur, et les pôles de ce cercle comme des pôles de la sphère, et le cercle perpendiculaire SN comnje le méridien magnétique, dont les pôles seront S et N. On peut supposer que l'on décrive dessus des cercles de latitude et de longitude, et que l'on promène l'aiguille autour du boulet, dans ces différents cercles, en ayant soin de la tenir à la même distance du centre, de manière à pouvoir séparer les effets dus à la position de ceux qui proviennent d'un changement dans la distance. Afin de séparer l'effet du à la longitude de celui qui a rapport à la latitude, on fait passer l'aiguille d'abord sur les cercles de latitude seulement.

M. Karlow, en opéiant ainsi, a trouvé, après quel- (jues expériences, que les déviations étaient les plus grandes dans le cercle qui passait des pôles à travers les points est et ouest de ré(|unteur. Il considéra dès lors ce plan connue son piincipal méridien dont la longitude était nulle.

2 OC). A près avoir obtenu parcette méthode de nombreux résultats, il comjjai-a entre elles les lignes trigonométri- (pies des angles de déviation, et parvint cà découvrir la loi suivante, savoir: (|ue les tangentes desdévialionssont pi'oporlionnellcs au r(^ctangle du sinus et i\v\ cosinus de la latitude, ou au sinus de la double latitude. Ses expériences sur la loiigiiude lui ont montré f|ue lu déviation était proportionnelle au' cosinus de longitude.

M. lîarlow a répété toutes les expériences précédentes avec des appareils plus parfaits que ceux dont il avait fait usage avant , et j)our la description desquels on peut consulter son ouvrage. La détermination précise de l'inclinaison du plan de non attraction l'a d'abord occupé.

Le centre de l'aiguille aimantée fut placé à cet effet successivement à chaque division de ^'^ d'une circonférence d'un rayon de lO pouces. Le boulet fut élevé ou abaissé jusqu'à ce que l'aiguille eût atteint exactement sa position magnétique convenable. On mesura avec soin la

CriAPITRE V. 347

hauteui" clu centre du boulet au-dessus ou au-dessous du pivot de l'aiguille, et rinclinaison du plan correspondant à clia(jue position de l'aiguille fut calculée au moyen de la fornjule

tan. I =

r COS. a

sec. a

dans laquelle I est l'inclinaison, r le rayon du cercle qui, dans l'exemple actuel, est de 20 pouces, /^ la hauteur ou l'abaissement observé du centre du boulet , et a l'angle du point nord ou sud du cercle. Dans la table suivante, poui' la facilité du calcul, on a pris la moyenne de quatre hauteurs ou abaissements dus à des positions correspondantes semblables des points est ou ouest.