Collision (physique)

“ C’est là un problème de mécanique où ne se glisse aucune difficulté physique ; je passe donc sur le calcul (d’ailleurs simple) , et donne seulement son résultat : la pression est égale au double produit de la composante de vitesse perpendiculaire au mur (composante qui change de signe pendant le choc) par la masse totale des projectiles qui frappent l’unité de surface pendant l’unité de temps. ”

“ Mais la chute comme objet est tout à fait autre chose. Car il faut alors que je me dessine le mouvement, la trajectoire, les circonstances, ce qui ne peut se faire sans les formes que j’y pense, inertie, vitesse, accélération. ”

“ Nous reconnoissons divers degrés de vitesse dans le mouvement, et en même temps divers degrés de force, avec laquelle un corps peut tendre vers un certain endroit, lequel s'appelle pesanteur, lorsqu'il est porté vers la terre. ”

“ On peut conclure cependant de la torsion des corps, que la force varie dans le rapport simple de la distance des molécules comparée à leur position naturelle, et qu'elle doit être dans le même rapport avec la grandeur de la surface à laquelle elle est appliquée.
Le plus utile comme le plus important effet qui résulte de l'application d'une force, c'est la courbure. Quand une force agit sur une barre droite dans la direction de son axe, elle peut seulement la comprimer ou l'alonger ”

“ Par exemple, la vitesse avec laquelle une comète descend en s'éloignant du soleil pour s'approcher de la terre , est égale à la vitesse d'ascension dans son retour, quoique, à diverses distances, sa vitesse ait subi des changemens considérables. Dans ce cas , la force agit constamment, et attire les corps l'un vers l'autre; tandis que la force du choc, celle qui a lieu lorsqu'un corps en frappe ou en pousse un autre, n'agit que durant' le temps d'un contact immédiat plus ou moins long, et tend à séparer les corps l'un de l'autre. ”

“ Si on considère une surface animée d'une certaine vitesse horizontale et inclinée à l'horizon d'avant en arrière, l'air opposera au mouvement de cette surface une certaine résistance, ou, en d'autres termes, exercera une certaine pression, laquelle dépend à la fois de la grandeur et de la vitesse de cette surface. La théorie de la décomposition des forces apprend que cette pression de l'air se décomposera en deux autres, l'une verticale et opposée à la pesanteur, l'autre de direction contraire au sens du mouvement. ”

“ Lorsqu'un corps est tombé d'une certaine hauteur en un certain temps, abstraction faite de la résistance de l'air, si la pesanteur ou gravité venait à cesser d'agir sur lui, il continuerait à descendre, mais d'un mouvement uniforme, et il parcourrait alors, dans le même temps, un espace double de la hauteur dont il était déjà tombé; l'espace qu'il aurait ainsi parcouru uniformément en une seconde serait sa vitesse acquise. ”

“ Lorsqu’un corps reçoit une impulsion suivant une direction qui passe par son centre de gravité, toutes ses parties se meuvent avec une égale vitesse. Si cette direction passe à côté de ce point, les diverses parties du corps ont des vitesses inégales, et de cette inégalité résulte un mouvement de rotation du corps autour de son centre de gravité, en même temps que ce centre est transporté avec la vitesse qu’il aurait prise si la direction de l’impulsion eût passé par ce point. Ce cas est celui de la Terre et des planètes. ”

“ C’était ou jamais l’occasion d’apprendre à ceux des habitants qui l’ignoraient, de rappeler à ceux qui la connaissaient, cette terrible loi de la force vive : la masse multipliée par le carré de la vitesse, vitesse qui, d’après la loi plus effrayante encore de la chute des corps, et pour un bolide tombant de quatre cents kilomètres de hauteur, serait voisine de trois mille mètres par seconde au moment où il s’écraserait sur la surface du sol ! ”

“ Nous savons par la mécanique que si un corps tournant reçoit un choc perpendiculaire à l’axe de rotation, le centre de gravité du corps est transporté latéralement par un rapport à la direction du choc. Choquez une toupie qui tournent, elle s’échappera sur le côté. ”

“ On sait que les corps en tombant parcourent des espaces qui sont entre eux comme les carrés des temps écoulés depuis l'origine de la chute. Cette loi est une conséquence de celle de la gravité, qui, agissant sur un corps comme s'il était en repos, tend continuellement à accroître sa vitesse, en lui communiquant, à chaque instant, une vitesse égale à celle qu'il en a reçue dans l'instant précédent; il suit de là que les vitesses croissent comme les temps, et les espaces parcourus comme les carrés des vitesses. ”

“ Dans tous les cas où l'espace et la force restent les mêmes,-que la force soit uniforme ou non, les carrés de deux vitesses quelconques à l'aide desquelles différens corps seront lancés dans l'espace recevront une impulsion égale pendant leur trajet. ”

“ Le mouvement rapide que les champs de glace éprouvent quelquefois, et les effets étranges produits par ces masses immenses sur tout corps qui leur offre de la résistance, est un des objets les plus étonnants et certainement les plus terribles que présentent ces régions. Très-souvent ces masses acquièrent un mouvement de rotation qui donne à leur circonférence une vitesse de plusieurs milles par heure. Un champ qui est ainsi en mouvement, venant à en toucher un autre qui est en repos ou qui suit une direction contraire, produit, surtout dans ce dernier cas, un choc épouvantable. ”

“ On sait bien que tout corps en mouvement dans l’air subit une pression sur la face avant ; que cette pression augmente rapidement avec la vitesse ; qu’elle se modifie avec les dimensions et les formes du corps en mouvement, avec le plus ou moins de poli de sa surface, avec le plus ou moins d’inclinaison sur la direction suivie. ”

“ Les déformations transversales de nos fils nous serviront tout simplement d’image visuelle pour les modifications du champ électrique qui vont courir le long des lignes de force avec la vitesse de la lumière, après que la particule électrisée aura subi une accélération. ”

“ À la limite, le temps très court du choc se réduit à un instant ; les petits arcs se réduisent à un point et l’orbite, se réduisant à deux arcs d’ellipse, présente un point anguleux.
Pour achever de définir les orbites il faut connaître en grandeur et en direction les vitesses des deux planètes et avant et après le choc. Quelles relations y a-t-il entre ces vitesses ? J’observe d’abord que la vitesse du centre de gravité des deux corps et doit être la même avant et après le choc et cela tant en grandeur qu’en direction. ”

“ Ainsi, une pierre qui commence à tomber ou qu'on lance du haut en bas, ne conserve en aucune façon la même vitesse durant sa chute, mais acquiert un mouvement de plus en plus accéléré. Nous savons que plus un corps tombe de haut, plus il devient nuisible à tout ce qui s'op-
pose à sa marche : de même que lorsqu'une balle est lancée dans l'air, elle perd graduellement de son mouvement ascendant, par l'effet de la gravitation, jusqu'à ce que cette force, qui devient alors une cause de retard, l'oblige à redescendre. ”

“ Ainsi la gravitation qui sollicite une pierre à tomber vers la terre s'appelle force : mais si cette pierre, après être descendue au pied d'une colline, roule sur un plan horizontal, elle n'est bientôt plus mue par aucune force, et son mouvement relatif continue sans altération, jusqu'à ce qu'il soit'graduellement détruit par la force retardatrice du frottement. ”

“ Il faut donc que la violence de l’éclatement ait été supérieure à celle des plus fortes explosions qui peuvent se produire à la surface du globe. Quant à la dimension de ce bolide, calculée d’après sa hauteur, on n’estimait pas son diamètre à moins de quinze cents pieds, et il devait parcourir plus de cent trente kilomètres à la seconde, vitesse infiniment supérieure à celle dont la terre est animée dans son mouvement de translation autour du soleil. ”

“ Du mouvement d’un système de corps. Considérons d’abord l’action de deux points matériels de masses différentes, et qui mûs sur une même droite, viennent à se rencontrer. On peut concevoir immédiatement avant le choc, leurs mouvemens décomposés de manière qu’ils aient une vitesse commune, et deux vitesses contraires telles qu’en vertu de ces seules vitesses, ils se feroient mutuellement équilibre. La vitesse commune aux deux points, n’est pas altérée par leur action mutuelle ; cette vitesse doit donc subsister seule après le choc. ”

“ Imaginons une lourde masse formant pendule et suspendue au plafond d’une auto par un fil léger. Donnons brusquement à l’auto un choc qui la déplace : arrêtée par son inertie, la boule suspendue va rester un instant immobile et, pour l’observateur placé dans l’auto, si celle-ci a été poussée vers l’avant, la boule semblera projetée vers l’arrière d’une quantité égale. ”

“ En vertu de la gravité, tout corps abandonné à lui-même à la surface de la terre tombera suivant la verticale en étant soumis à un mouvement uniformément accéléré, et l'accélération de ce mouvement est indépendante des dimensions et de la nature du corps. ”

“ Lorsqu'un solide et un gaz en contact sont en mouvement, l'un par rapport à l'autre, il se produit des actions mécaniques qu'il est nécessaire de considérer dès. que la vitesse a une certaine valeur : nous étudierons ces actions spécialement dans les cas simples où la vitesse est perpendiculaire ou parallèle à la surface considérée que nous supposerons plane. ”

“ Mais pourquoi, je vous prie, la nécessité d’imaginer ce système de propulsions indéfinies, grâce auquel l’immensité de l’espace se trouverait ébranlée par la combustion d’un atome ? pourquoi ces vibrations et ces ondulations avec leur véhicule indispensable ? N’existe-t-il pas d’importants phénomènes qui s’opèrent par la simple influence d’un corps sur un autre, à d’énormes distances et sans agent intermédiaire, telles que l’attraction, l’électrisation par influence, les actions magnétiques, etc., qui ont lieu dans le vide comme dans l’air ? ”

“ La vitesse permet de définir la vitesse de la vitesse ou accélération, par où l’on définit, pour la masse posée invariable, des forces égales, inégales, mesurables. Après quoi, pour une force posée invariable, on définit, par l’accélération toujours, des masses égales, inégales, mesurables. ”

“ PROPOSITION V. — Les conditions de la chute des corps peuvent être déterminées par l'énoncé suivant :
1° L'action de la pesanteur sur un corps est le poids. Plus on s'éloigne du centre de la terre, plus cette force est intense.
2° L'augmentation progressive de cette force attractive ou l'accélération de la vitesse par seconde est de 9m81. Cette quantité est toujours représentée par la lettre g.
3° Pendant leur chute, les corps éprouvent la résistance de l'air; dans la pratique on néglige cette résistance : c'est comme si ces corps tombaient dans le vide. ”

“ Elle assigne un terme, par exemple, à la vitesse des corps qui tombent dans l'air. — Nous avons vu que la gravité augmentait à chaque instant la vitesse des corps qui tombent; mais comme la résistance de l'air croît elle-même encore plus rapidement que l'accélération, il est un point de leur course où ces deux forces opposées se font équilibre, et à partir duquel la chute devient uniforme. ”

“ En vertu du principe de l’inertie, si un corps originairement en mouvement s’arrête, nous serons en droit d’affirmer qu’une force extérieure est venue anéantir sa vitesse ; si nous le voyons quitter la ligne droite suivant laquelle il se déplaçait, nous pourrons être certains que ce changement de direction est le résultat de l’action d’une force extérieure. ”

“ Il convient à toutes les relations mathématiquement possibles entre la force et la vitesse, pourvu que l’on substitue dans ce principe, au lieu de la vitesse, la fonction de la vitesse par laquelle la force est exprimée. ”

“ Les perturbations qui peuvent survenir dans la vitesse du mouvement de rotation de la terre, actuellement de 470 mètres par seconde, porteront un coup funeste aux lois de la pesanteur. La force centripète est proportionnelle au carré de la vitesse de rotation. Le ralentissement de la vitesse aura donc pour conséquence inévitable d’augmenter la pesanteur des corps ; et, à un moment donné, Hercule lui-même aurait besoin de toutes ses forces pour soulever un poids de cinq kilogrammes. Jugez des perturbations qu’un pareil phénomène apportera dans vos habitudes domestiques ! ”

“ Lorsqu'on parle dû mouvement des projectiles, on peut, sans erreyr sensible, consi* dérer la force de gravitation comme une force uniforme agissant suivant des lignes parallèles perpendiculaires à l'horizon. En effet, si nous nous transportons à la hauteur d'un mille au-dessus de la surface de la terre, la pesanteur d'un corps quelconque est diminuée d'un ou 3 grains par livre, et nous pouvons nous rendre compte de cette différence par les vibrations du pendule, qui deviennent un peu plus lentes s'il est porté au sommet de montagnes très-élevées. ”

“ Lancées, comme nous venons de le dire, par l'expansion de l'air comprimé, et cela en sens contraire du mouvement qu'elles partageaient quelques instants auparavant avec le reste de la masse du bolide, ces parties fragmentaires perdent à peu près complétement la vitesse considérable dont elles étaient animées ; et elles arrivent à la surface de la Terre avec des vitesses très-grandes encore, il est vrai, mais qui ne sont guère que les vitesses de chute de corps tombant d'une grande hauteur dans l'atmosphère. ”

“ Si une force agit dans une direction opposée à celle d'un corps en mouvement, nous pourrons facilement évaluer le retard qu'elle occasione, en comparant le mouvement avec celui d'un autre corps accéléré
par la même forceacar la perte du mouvement dans un corps ascendant est proportionnelle à l'impulsion qu'il reçoit dans sa chute, après avoir atteint sa plus grande hauteur. Il suffira donc alors de calculer à quelle hauteur il peut s'élever suivant une vitesse donnée, pour apprécier le retard que lui fera éprouver la force de gravitation. ”