Force mécanique

“ 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. ”

“ Dans les applications de la mécanique à l'astronomie, à l'électricité et au magnétisme, on a souvent à chercher la résultante d'une attraction ou d'une répulsion qui est ainsi répartie, et dont la direction varie aux différents points du corps, et il en résulte des problèmes très-complexes et très-difficiles. Mais dans les applications de la mécanique aux constructions et aux machines, la seule force répartie sur le volume du corps qu'il soit nécessaire de considérer, est son poids ou la force qui l'attire vers la terre ”

“ L'énergie mécanique est la plus simple, et la plus anciennement connue.
Éléments mécaniques ; temps, espace, force, travail, puissance. — Les phénomènes mécaniques peuvent être conçus sous deux conditions fondamentales : le temps et l'espace, qui sont, en quelque sorte, des éléments logiques auxquels vient se joindre un troisième élément, expérimental celui-là, ayant son fondement dans nos sensations, à savoir la force, le travail ou la puissance.
Les notions de force, de travail et de puissance sont tirées de l'expérience que l'homme fait de son activité musculaire. ”

“ 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. ”

“ Mouvement d'un point matériel soumis à l'action d'une force de grandeur et de direction constantes. — Le principe de l'indépendance de l'effet d'une force et du mouvement antérieurement acquis par le point matériel sur lequel elle agit, va nous permettre de déterminer immédiatement le mouvement que prend un point matériel sous l'action d'une force constante en grandeur et en direction. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ On donne le nom de force élastique à une force qui s'exerce entre deux corps à leur surface de contact, ou entre les deux parties dans lesquelles on divise ou l'on peut diviser un corps, à leur surface réelle ou idéale de séparation. L'intensité d'une force élastique est donnée en unités de poids par unité d'aire de la surface sur laquelle elle agit. ”

“ Nous mesurons la grandeur de cette attraction en recherchant la pression qu'elle exerce sur un autre corps, le plateau d'une balance par exemple, ou en lui opposant une force antagoniste de grandeur connue, comme l'élasticité d'un ressort ou une attraction magnétique.
C'est le plus souvent en les mettant en opposition avec la pesanteur que nous mesurons et utilisons les forces. La plupart de nos machines ont pour but de se servir de la pesanteur ou de lutter contre elle. La mécanique industrielle est en réalité l'art d'utiliser la pesanteur et l'inertie. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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 ”

“ Supposons que le point matériel A soit un de ceux qui composent le système matériel dont nous étudions, * soit l'équilibre, soit le mouvement. Si le second point B appartient également à ce système matériel, la force qui agit sur le point A, et qui émane du point B, est une force intérieure.
Si le point B ne fait pas partie du système matériel dont nous nous occupons, cette force, qui émane du point B, et qui est appliquée au point A, est une force extérieure. ”

“ 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 ”

“ Réduction des forces et des couples. Il est souvent commode, dans les calculs, de remplacer une force appliquée en un point donné, ou un couple appliqué à une pièce donnée, par la force ou le couple équivalents appliqués à un autre point ou à une autre pièce, c'est-à-dire, par la force ou le couple qui, s'ils étaient appliqués à l'autre point ou à l'autre pièce, exerceraient une énergie égale, ou emploieraient un travail égal. ”

“ La force d'une machine est l'énergie exercée, et son effet, le travail utile effectué, dans un intervalle de temps déterminé.
L'unité de force, désignée sous le nom de force d'un cheval, est de 75 kilogrammètres par seconde ou de 4.500 kilogrammètres par minute, ou de 270.000 kilogrammètres à l'heure. ”

“ La force, considérée comme un principe ou cause de mouvement, réside en permanence dans chaque particule de matière, animée ou non, sujette à une loi invariable et CONSTAMMENT en action. Dans les êtres animes il y a de plus une portion de cette force soumise à la direction implicite de la volonte ”

“ En vertu de leur inertie seule, les corps conserveraient un mouvement uniforme et rectiligne. Dès que ce mouvement s'accélère, on admet qu'une force est intervenue. C'est uniquement l'accélération que la mécanique mesure et qui figure dans ses équations. ”

“ Les théorèmes généraux, et notamment le théorème de la quantité de mouvement, font voir qu'une force, si grande qu'elle soit, ne peut produire d'effet sur un point matériel qu'à la condition d'agir sur ce point pendant un temps appréciable. Par là se trouve repoussée la notion des forces instantanées, admise autrefois dans la mécanique. ”

“ 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. ”

“ Tout mouvement dans une direction suppose, au point de vue mécanique, un excédent de force chez le mobile par rapport aux résistances extérieures ; cet excédent, ne pouvant s’anéantir, est cause d’un nouveau mouvement dans la même direction. ”

“ Si deux corps agissent l'un sur l'autre avec des forces proportionnelles à une puissance quelconque, soit au carré ou au cube; les forces seront aussi proportionnelles à la même puissance de chacune des distances de leur centre commun d'inertie. Ainsi, pour les mouvemens planétaires, si un corps accomplit sa révolution au moyen de la force attractive d'un autre, cet autre ne saurait rester complètement en repos ”

“ 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. ”

“ La force (F = My) est un coefficient de résistance multipliée par une accélération. Le travail (T=F X E) est une force, multipliée par une longueur. La vitesse (v = ) est un espace divisé par un temps. La masse est un poids divisé par une vitesse, etc., Ce n'est que par la combinaison de ces grandeurs
si différentes qu'ont pu être précisés les concepts de la mécanique sur lesquels l'interprétation des phénomènes de l'Univers est encore fondée.. ”

“ Nous avons déjà dit (18) que toute force réelle agit sur un certain volume ou sur une certaine surface. On peut cependant toujours trouver soit une résultante unique, soit un couple résultant, soit une combinaison d'une force unique et d'un couple (60) , auquel une force donnée, qui est répartie sur un volume ou sur une surface, est équivalente, en tant qu'il s'agit de l'équilibre du corps ou d'une partie d'un corps. ”

“ Au reste, cette simplicité naturelle de la force en général n'est point en désaccord avec le principe de la composition des forces, qui est un des fondements de la mécanique. Lorsque plusieurs forces agissent sur un mobile, chacune produit un certain effet, qui dépend de son point d'application, de sa direction, et de son intensité. ”

“ Supposons que le système représenté dans la fig. 20 soit sollicité parles forces P1, P 2, Ps, P 4, et qu'il faille déterminer la valeur de la force P 5, ainsi que la direction suivant laquelle on doit l'appliquer pour produire un équilibre. Prenons un point quelconque N dans le plan de la surface du plateau, et menons par ce point une ligne N n, parallèle à Pi p, qui représente la force P, en grandeur (art. 14) ”

“ Elles ne se sont précisées que lorsqu'à l'idée un peu vaguq de force considérée comme synonyme d'effort s'est ajoutée la notion d'espace puis celle de temps.
En mécanique la force est définie comme une cause de mouvement. L'unité de force est représentée par l'accélération produite sur l'unité de masse. Lorsqu'une force déplace son point d'application elle engendre du travail, Ce dernier est le produit de la force considérée comme cause de mouvement par le déplacement dû à ce mouvement. ”

“ Il est nécessaire de remarquer que la puissance et la résistance sont altérées, l'une dans son action, l'autre dans sa réaction, lorsque leurs directions ne sont pas perpendiculaires à l'extrémité de leurs bras de levier respectifs. L'action et la réaction sont à leur maximum de force, Llans le seul cas d'une direction perpendiculaire; et elles s'éloignent d'autant plus de ce maximum que ces directions sont plus inclinées par rapport au levier. ”

“ Lorsqu'un corps est retenu dans un orbite circulaire par une force tendant au centre, Sa vitesse est dans tous les points égale à celle qu'il acquerrait dans sa chute à l'aide d'une force semblable, en la supposant uniforme, s'il tombait de la moitié du rayon ou du quart du diamètre. Cette proposition donne une méthode très-facile de comparer les effets des forces centrales avec ceux des forces accélératrices simples., et mérite, sous ce point de vue, qu'on en fasse mention. ”

“ Le mouvement d'un corps qui tombe sous l'action unique de son propre poids, force sensiblement uniforme, est un cas du mouvement uniformément varié que nous avons décrit au n° 361. Dans les équations que nous avons données alors, il faudra substituer au taux de variation a de la vitesse le coefficient g, dont nous venons de parler. ”