CHAPITRE H

Des moyens d'accumuler de la force.

‘ 20. Toutes les fois que l’exécution d’un travail quelconque exige plus de force qu’on n’en peut produire pendant le temps nécessaire à son accomplissement , il faut recourir à quelque procédé mécanique pour amasser , pour condenser en quelque sorte une portion de force développée avant le commencement de l’opération. Cet objet est généralement rempli par l’emploi d’un volant , c’est-à-dire d’une roue dont la jante est très pesante ; de sorte que la plus grande partie de son poids se trouve à la circonférence. 11 faut une application de force énergique et assez prolongée , pour imprimer à cette roue un mouvement rapide ; mais une fois cette vitesse obtenue , ses effets deviennent extraordinaires , si sa puissance est concentrée sur un petit objet. Dans quelques-unes de nos forges , où la machine à vapeur est un peu trop faible pour le système de laminoirs qu’elle doit faire tourner , on met la machine en mouvement un peu avant que le fer qu’on travaille dans Itf four ne soit prêt à passer au laminoir, et on la laisse ainsi marcher avec une grande vitesse , jusqu’à ce que le volant ait acquis une vélocité presque effrayante pour les personnes étrangères à ces sortes d’étahlisscmens. Quand la masse de fer rouge passe dans la première

cannelure du laminoir, la machine éprouve un temps d’arrêt bien sensible ; à chaque passage aux cannelures suivantes , sa vitesse diminue ju'squ’à ce que la barre de fer soit réduite à une dimension telle que le pouvoir ordinaire de la machine suffise pour achever son laminage.

21 . Voici un exemple curieux de la puissance d’un volant considérable , quand sa force est concentrée sur un seul point. Le fait a été observé dans un de nos plus grands établissemens. Le propriétaire de cette usine montrait à un ami l’appareil qui sert à percer des trous dans des plaques de fer , pour les chaudières à vapeur. 11 tenait dans sa main un morceau de tôle de trois quarts de pouce d’épaisseur , et le présentait sous Y emporte-pièce. Après avoir percé quelques trous , il remarqua que le mouvement de l’emporte-pièce se ralentissait de plus en plus : il appela aussitôt le machiniste pour savoir la cause de ce retard si sensible dans la marche de la machine à vapeur, moteur général de l’usine. Il se trouva que celte machine à vapeur avait été séparée du volant et de la machine à percer , au moment même où l’expérience avait été commencée. Ainsi le volant seul avait effectué l’opération , par l’impulsion antérieure qu’il avait reçue.

22. Un autre moyen d’accumuler de la force consiste à élever un poids , qu’on laisse ensuite retomber. Un homme ,' armé d’une pesante masse , frapperait long-temps et à coups répétés sur la tête d’un pieu , sans produire le moindre effet. Mais s’il élève une masse plus pesante à une phis grande hauteur , la chute de cette masse , quoique repétée moins sou-

vent, produira l’effet voulu, et le pieu s’enfoncera sans difficulté.

Quand le coup donné à une masse considérable de matière , comme un pieu , n’est pas un coup très fort, l’élasticité imparfaite de la matière absorbe une petite quantité de force qui se trouve perdue dans la transmission du mouvement d’une particule à la suivante: il peut donc arriver que toute la force communiquée à une extrémité de la masse soit anéantie entièrement avant d’atteindre l’autre extrémité.

23. On connaît généralement les effets de la poudre qui permet de concentrer une force immense dans un petit espace. Quoique ses effets ne se rattachent pas strictement au sujet de ce chapitre, cependant ils sont si surprenans dans certaines circonstances , qu’on m’excusera , je l’espère , de chercher à les expliquer. Un fusil chargé à balle ne repousse pas autant que le même fusil chargé avec du plomb de chasse ; et parmi les diverses soxies de plomb , c’est le numéro le plus petit qui repousse le plus à l’épaule. Un fusil chargé d’un poids de sable égala celui d’une charge de plomb à bécassine , repousse encore plus. Si , en chargeant le fusil , on laisse un peu de vide entre sa charge et la bourre , le fusil repousse très violemment ou crève souvent même. Enfin si l’ouverture du canon a touché la terre par hasard , de manière à être bouchée avec de la terre grasse, ou même simplement avec de la neige , ou si l’on tire avec le bout du fusil plongé dans l’eau , il arrive toujours que le canon éclate.

La cause unique de ces effets contradictoires en apparence , c’est que toute force a besoin d’un certain

temps pour produire son effet ; et s’il faut au gaz élastique subitement créé , moins de temps pour briser les parois du canon , que pour comprimer l’air qui est près de la bourre , et pour chasser par le ressort de cet air comprimé l’obstacle hors de la bouche du fusil, le canon devra éclater. Quelquefois ces deux forces se balancent presque également , de sorte que le canon s’enfle seulement , l’obstaçle cédant avant <pie le fusil ne crève.

On comprendra facilement l’exactitude de celte explication , en suivant pas à pas les divers effets qui se produisent quand on décharge un fusil chargé de poudre contenue par une bourre cylindrique, et dont l’ouverture est bouchée avec de la terre grasse ou toute autre matière susceptible d’offrir ime certaine résistance. Dans ce cas , le premier effet de l’explosion est de produire une énorme pression sur tout ce qui l’environne , et de faire avancer la bourre de quelques lignes. Supposons que tout reste en repos à ce moment , et examinons la situation des choses. Une partie de l’air, en contact immédiat avec la bourre , se trouve comprimée ; et , si la bourre restait en repos , bientôt tout l’air contenu dans le tube acquerrait une densité uniforme. Mais pour cela il faudrait nécessairement un petit intervalle de temps ; car la condensation imprimée à l’air qui touche la bourre devrait se transmettre, avec la vitesse du son, jusqu’à l’antre bout de la colonne d’air , d’où elle se réfléchirait en arrière , et il se formerait une suite d’ondes qui , aidées par le frottement des parois , détruiraient à la fin le mouvement imprimé.

Mais tant que la première onde n’a pas touché

l’obstacle placé à la bouche du canon , l’air ne peut exercer sur lui aucune pression. Si donc la vitesse communiquée à la bourre est beaucoup plus grande que celle du son , l’air placé immédiatement devant elle pourra déjà éprouver une très forte condensation avant qu’aucune résistance sensible soit transmise à la bouche du canon ; et dans ce cas , la répulsion mutuelle des molécules d’air ainsi comprimées opposera une véritable barrière au mouvement progressif de la bourre.

Si celte explication est exacte , l’augmentation du recul , dans un fusil chargé de plomb de chasse ou de sable , peut tenir peut->être en partie à la condensation de l’air enfermé entre les globules de sable ou de plomb ; mais elle tient surtout à ce que l’explosion imprime aux matières en contact immédiat avec la poudre une vitesse plus grande que la vitesse avec laquelle une vibration se transmet dans l’intérieur de ces matières. Ceci expliquerait la réussite d’une méthode qui consiste à remplir de sable la partie du coup de mine au-dessus de' la poudre, au lieu de la bourrer de terre grasse. Peut-être pourrait-on prétendre que la rupture du canon de fusil est une suite de la propriété qu’ont les fluides en général, et peut-être aussi le sable et le petit plomb jusqu’à un certain point, de presser également dans tous les sens, et d’exercer ainsi un efiet énergique contre une grande partie de la surface intérieure du canon. Mais le contraire semble prouvé par les récits de Le Vaillant et des autres voyageurs , qui , pour prendre les oiseaux sans gâter leur plumage , chargeaient d’eau le canon de leurs fusils, au lieu d’y mettre une charge de plomb.

24 . Le même raisonnement explique un phénomène curieux que présente l’explosion bien plus énergique d’une autre matière. Quand on pose sur une enclume un peu de poudre fulminante , et qu’on lui donne un petit coup sec avec un marteau , la poudre fait explosion : mais au lieu de briser le marteau ou l’enclume , elle ne fait qu’attaquer la surface de ces deux objets qui est en contact immédiat avec elle. Dans ce cas , la vitesse imprimée par le gaz élastique qui se dégage est plus grande que celle des vibrations dans l’acier; les molécules de la surface sont poussées violemment par l’explosion contre les molécules intérieures adjacentes , et quand la force primitive a cessé d’agir, celles-ci repoussent les premières avec tant de force, qu’ elles les chassent hors des limites de l’attraction moléculaire , et les font tomber en poudre extrêmement ténue.

25. Une autre expérience qui réussit facilement, consiste à percer une planche de sapin , en mettant dans un fusil , au lieu de balle , un bout de chandelle , qui est un mélange de graisse et de suif. Cette expérience s’explique de même , en concevant que la vitesse du transport de la chandelle dans le sapin est plus grande que celle d’une vibration transmise dans le mélange dont elle est formée.

23*. Quelquefois la chaudière d’une macliino à vapeur éclate , pendant que la vapeur sort de la soupape de sûreté. Si , dans la chaudière , l’eau se trouve jetée sur une partie rouge des parois , la vapeur formée immédiatement autour de ce point se dilate avec une vitesse plus grande que celle des vibrations qui se transmettent dans le reste de la vapeur élevée à

une moindre température. Conséquemment les molécules de vapeur sont pressées violemment l’une contre l’autre , et un obstacle invincible se forme comme dans le cas où l’on décharge un fusil. Si la soupape de sûreté est fermée , elle retiendra quelque temps I.i pression ainsi engendrée , et quand même elle serait ouverte, l’échappement de vapeur peut n’ètre pas assez rapide pour faire disparaître tout obstacle. Il doit donc exister momentanément dans la chaudière des pressions d’énergie diflFérente , et qui varieront depuis la pression qui suffit pour lever la soupape de sûreté, jusqu’à celle qui peut ouvrir la chaudière elle-même, si son action embrasse un espace do temps même très petit.

26. Cette explication ne doit cependant être admise qu’avec précaution j et peut-être , en poussant ce raisonnement à ses conséquences extrêmes, coraprendra-t-on bien la nécessité de l’examiner avec soin. 11 conduirait à penser , quoique ce ne soit pas une conséquence nécessaire , qu’on pourrait faire un fusil assez long pour qu’il éclatât sans qu’il y eût le moindre obstacle à son ouverture. Ou bien on pourrait conclure de ce que nous avons dit , que si l’on faisait le vide dans un canon une fois chargé , quand même son ouverture resterait bouchée , il n’éclaterait pas. Enfin le même raisonnement semble indiquer que , dans l’air , ou dans tout autre milieu élastique doué d’une certaine résistance , on pourrait lancer un corps avec une telle force , qu’après y avoir pénétré Jusqu’à une certaine distance , il retournerait dans la direction même oû il avait été projeté.