Action mécanique

“ La fonction des muscles et celle des os étant exclusivement mécanique, nous en déduirons que leurs facteurs morphogéniques prépondérants, ont été des facteurs mécaniques.
Les principales lois qui règlent les modalités d'action de ces facteurs, sont celles de la force vive et celles de la résistance des matériaux.
L'utilisation de la force vive est extrêmement avantageuse en mécanique. ”

“ Cet exploit, qui semblait énigmatique à beaucoup de gens, était l’application d’un principe de mécanique élémentaire ; l’action est égale à la réaction.
— Je sais cela.
— Bon... Sachant d’autre part que l’accélération imprimée par une même force à des masses différentes est inversement proportionnelle aux masses... ”

“ La chute des corps que l'on abandonne à eux-mêmes, à une certaine distance au-dessus de la surface du sol, est due à l'action d'une force qu'on nomme la pesanteur. Lorsqu'on déforme une lame d'acier, et qu'ensuite on l'abandonne .à ellemême, ses diverses parties prennent un mouvement de vibration, qui est produit par l'action de ce qu'on nomme les forces moléculaires. Les mouvements des corps électrisés ou aimantés, qui s'approchent ou s'éloignent les uns des autres, sont le résultat de l'action de certaines forces d'une nature particulière, qu'on nomme forces électriques, forces magnétiques. ”

“ Quand on raisonne sur des forces qui sont concentrées en certains points, on admet qu'elles sont appliquées à des corps solides parfaitement rigides, c'est-à-dire qui ne peuvent changer de forme sous l'action de ces forces. ”

“ Toute opération mécanique suppose nécessairement un moteur, une machine et un travail à faire; ou plus exactement, un moteur avec un mode de recevoir directement son action , un mécanisme propre à transmettre , à modifier d'une manière quelconque le mouvement du moteur, enfin un moyen mécanique propre à exécuter immédiatement le travail. ”

“ Une tension peut être, comme une pression, normale ou oblique, relativement à la surface sur laquelle elle agit.
III. Actions moléculaires tranchantes ou tangentielles. Ce sont les forces qui agissent entre deux corps contigus ou entre des parties d'un corps, quand il y a déplacement de l'un par rapport à l'autre dans une direction parallèle à leur surface de contact. Sous l'action de ces forces, les corps tendent à se déformer. ”

“ Dans les mouvemens circulaires la quantité d'action d'une force est égale au produit de l'angle décrit par son bras de levier multiplié par le moment de cette force estimé suivant le plan du mouvement.
Touteforce tendant à les produire transmet à tous les points du mobile des quantités d'action égales. ”

“ LES LOIS DU MOUVEMENT, LA CHUTE DES GRAVES LIBRES OU SUR DES PLANS INCLINÉS, LES FORCES CENTRIFUGES ET D’ATTRACTION, LA MÉCANIQUE ET L’HYDRAULIQUE. Les lois du mouvement et de la chute des corps, perpendiculaire ou oblique, sont des connaissances préliminaires de la mécanique, science de première utilité. Il n’y a pas un seul art qui n’en sente la nécessité. Nous ne faisons pas un pas dans la société, dans les rues, à la ville, à la campagne, sans y rencontrer des machines. ”

“ Quel effet voulez-vous produire ? La mécanique a pour but d’appliquer les lois du mouvement ou de les neutraliser. Quant au mouvement en lui-même, je vous le déclare avec humilité, nous sommes impuissants à le définir. ”

“ Associons la force et l'espace et nous créons la science de l'énergie. Associons l'espace et le temps et nous créons la science des vitesses, c'est-à-dire la cinématique. Associons la force, l'espace et le temps et nous créons la science de la puissance mécanique. ”

“ Toute cause d'un changement de mouvement des corps, dans un milieu en repos, se nomme force : ou en d'autres termes, toute cause qui communique le mouvement à un corps en repos, ou qui l'augmente, le diminue ou le modifie dans un corps antérieurement en mouvement, prend le nom de force. ”

“ Les lois de la mécanique sont infaillibles. Quel est le travail nécessaire pour qu'une masse en mouvement, convenablement disposée, reste indéfiniment dans les airs?
Le travail qu'engendre la résistance de l'air, ni plus ni moins. ”

“ Statique et Dynamique. Les forces peuvent ou faire équilibre à d'autres forces, ou entraîner un changement dans l'état de mouvement des corps. L'étude du premier de ces effets constitue la statique; l'étude du second, la dynamique. Nous avons ainsi, avec la cinématique définie ci-dessus, les trois grandes divisions de la mécanique pure, abstraite ou générale. ”

“ Dans les questions pratiques de mécanique appliquée, on peut, sans erreur sensible, regarder le mouvement d'une partie quelconque de la surface de la terre comme étant uniforme. On peut prendre les unités de masse et de force telles que le changement de la quantité de mouvement soit égal à l'impulsion qui le produit. ”

“ Vous venez d'avoir sous les yeux une image imparfaite ou plutôt le squelette d'un certain genre de machine à vapeur, c'est-à-dire, d'un mode d'application de la force motrice de la vapeur, lequel est à cette force, ce qu'une roue hydraulique, ce qu'une machine à colonne d'eau sont à la force motrice de ce fluide, ce qu'un manège est à la force du cheval, ce qu'une manivelle est à la force de l'homme. ”

“ La physique fait entrer la matière en compte ; elle distingue les corps solides, liquides ou gazeux, et nous met à môme d'examiner la nature des forces motrices et des moteurs.
Ces diverses considérations peuvent être exposées sous forme de principes.
On y distingue quatre groupes : —le premier renferme les principes de la mécanique des corps solides : mouvement, gravité, composition des forces, équilibre, pendule, force centrifuge, levier, pression, choc, frottement, plan incliné ; — le second groupe contient les théorèmes de l'hydraulique, ou mécanique des liquides ”

“ Il faut, Messieurs, arriver à l'âge moderne et rencontrer les grands progrès des sciences pour constater l'application des principes rationnels de la mécanique à la résistance des matériaux et à la stabilité des constructions. ”

“ C'est donc entre la puissance et la résistance, ou plutôt entre le mouvement primitif du moteur et le mode d'exécuter le travail mécanique industriel, qu'a lieu ce jeu admirable de mouvemens décomposés, modifiés, accumulés, combinés de toutes les façons, transmis dans tous les sens, et concourant tous à un effet unique, ou à plusieurs effets semblables , analogues, ou essentiellement différons. C'est la main de l'homme que ces mécanismes représentent, mais la main de l'homme douée d'une puissance et d'une adresse toute nouvelles et quelquefois surprenantes. ”

“ Nous n'examinerons maintenant que les éléments fondamentaux des forces. Elles nous sont connaissables seulement par les mouvements qu'elles produisent et c'est pourquoi, dans la mécanique classique, la force est simplement définie une cause de mouvement. ”

“ Et si nous combinons trois forces d'après les lois du mouvement, il n'y a pas de doute que le mouvement qui en résultera ne soit dans tous les cas bien véritablement déterminé, quelle que soit d'ailleurs sa grandeur; l'on ne peut pas dire qu'il en soit autrement si le mouvement disparaît et que la force devienne une pression. ”

“ Ainsi, dans les machines à vapeur, on produit la vapeur dans la chaudière et on la dirige dans le cylindre pour faire marcher le piston, et ce mouvement est transmis au moyen de courroies, d'engrenages, aux tours, aux machines à percer, à raboter, à laminer, etc.
On peut donc définir la mécanique en ces termes :
La mécanique est la science qui a pour but l'étude des lois des forces et des mouvements. ”

“ Nous citerons comme exemple parmi celles-ci la mécanique physique, qui procède de la mécanique rationnelle, mais dans laquelle on fait entrer les propriétés physiques des corps, non plus telles que nous les concevons abstraitement, mais telles qu'on les déduit des résultats d'expériences nombreuses. ”

“ L'effet d'un corps mouvant qui communique le mouvement à une masse de corps réunis, de manière à tourner librement autour d'un centre donné, est à la fois proportionnel à la distance de ce centre et à son moment dans la direction du mouvement à produire. Ainsi, un corps du poids d'une
livre, se mouvant avec une vitesse d'un pied par seconde, aura, à l'égard d'un système de corps sur lequel il agirait avec toute sa force, à la distance de trois pieds de leur centre de mouvement, un effet triple de celui qu'il aurait à la distance d'un pied en agissant sur le même système. ”

“ La première et la plus importante division naturelle de la mécanique consiste à distinguer deux ordres de questions, suivant qu'on se propose la recherche des conditions de l'équilibre, ou l'étude des lois du mouvement, d'où la statique, et la dynamique. ”

“ Les machines qui ne reçoivent pas leur mouvement de la chaleur, celles qui ont pour moteur la force des hommes ou des animaux, une chute d’eau, un courant d’air, etc., peuvent être étudiées jusque dans leurs moindres détails par la théorie mécanique. ”

“ Ici, Monsieur, vous prenez la Philosophie positive non seulement pour un traité de Mécanique rationnelle, mais pour un traité de Mécanique industrielle, et vous vous êtes l'appelé les expériences de Meyer, ou peut-être celles de Hirn, sur la détermination de l'équivalent mécanique de la chaleur par la percussion. ”

“ La science de la dynamique, qui traite des relations entre les mouvements des corps et les forces qui les sollicitent, peut admettre deux grandes divisions relatives, l'une aux forces qui se font équilibre et aux mouvements uniformes, l'autre aux forces non équilibrées et aux mouvements variés. ”

“ Nous entendons par modification du mouvement moteur, les moyens spéciaux de le régulariser, de l'accumuler, de l'accélérer, de le retarder, de le suspendre, etc., etc.
La force motrice peut être rarement considérée comme une suite non interrompue de pressions ou d'impulsions égales dans tous les instans; et il arrive souvent que le travail ne présente pas non plus, dans tous les instans, le même degré de résistance. ”

“ De tous les grands théorèmes de mécanique rationnelle, celui que nous venons d'envisager est sans contredit le plus important pour les applications à la mécanique industrielle; c'est-à-dire en ce qui concerne la théorie du mouvement des machines, en tant qu'elle est susceptible d'être établie d'une manière exacte et précise. ”

“ Le système mécanique a, sans aucun doute, accompli une œuvre qui demanderait les tendons et les muscles de plusieurs millions d’hommes, mais il a aussi prodigieusement augmenté le travail de ceux qui sont soumis à son terrible mouvement. ”

“ Un groupe d'expérimentateurs avait mission d'examiner les appareils au point de vue purement mécanique: force développée par le moteur en travail et à vide, consommation en lubrifiants et combustibles, rôle de chaque organe des machines. ”

“ La mécanique dont nous venons de parler est la mécanique pure, considérée en elle-même. Si nous appliquons maintenant cette science à la physique, la justesse des observations qui précèdent apparaîtra plus nettement encore.
En effet, pour expliquer mécaniquement les phénomènes physiques, on admet qu’ils sont liés aux mouvements de molécules que nous ne voyons pas. ”

“ C’est précisément le travail ainsi entendu qui est l’énergie mécanique : il représente l’effet durable et objectif de l’activité mécanique indépendamment de toutes les circonstances d’exécution. Un même travail pourra s’effectuer dans des conditions de temps, de vitesse, de force, de déplacement bien différentes. ”

“ Ainsi les forces ne sont autre chose, en mécanique, que les mouvemens produits ou tendant à se produire; et deux forces qui impriment à un même corps la même vitesse dans la même direction sont regardées comme identiques, quelque diverse que puisse être leur origine, soit que le mouvement provienne des contractions musculaires d'un animal, ou de la pesanteur vers un centre attractif, ou du choc d'un corps quelconque, ou de la dilatation d'un fluide élastique, etc. ”

“ Lorsque l'on veut communiquer un mouvement à quelque objet placé devant le corps mouvant, il faut faire usage d'agens susceptibles d'exercer une force répulsive ou impulsive , particulièrement les métaux ou le bois. ”

“ Pesanteur, rigidité, imperméabilité, sont ici les forces originelles inexpliquées ; la mécanique ne nous apprend que les conditions dans lesquelles ces forces se manifestent, la façon dont elles gouvernent une matière déterminée dans un temps et dans un lieu déterminé. ”

“ Bref, les procédés mécaniques actuels permettent d'amener à la surface du sol des trésors enfouis dans des couches que les Anciens auraient considérées comme inaccessibles. La science, en substituant la force mécanique, plus puissante et plus méthodique, à la force musculaire, plus faible et plus capricieuse, a permis à l'homme de conquérir des régions qui lui seraient sans elle restées inconnues. ”

“ Ainsi la force vive d'un système matériel se décompose en réalité en trois parties : l'une est la force vive de la masse entière, concentrée au centre de gravité du système; l'autre la force vive du système dans son mouvement général par rapport à son centre de gravité; la troisième partie est la force vive du mouvement propre des molécules, abstraction faite des deux mouvements déjà considérés. ”

“ Dans cette sixième partie, nous considérerons les machines au point de vue non-seulement des modifications qu'elles apportent au mouvement, mais encore des modifications de la force et de la transmission de l'énergie d'un corps à un autre. La théorie des machines consiste principalement dans l'application des principes de la dynamique aux trains de mécanismes ”

“ Si l'on enlève alors les forces ainsi déterminées des forces qui sont actuellement appliquées aux différents corps, les forces extérieures restantes, étant combinées avec les forces intérieures, constitueront les forces qui règlent les mouvements des corps par rapport à leur centre de gravité commun, considéré comme étant un point fixe. ”