Rotation externe

“ Tant qu’on ne connoîtra pas bien la nature de la rotation spontanée. À l’exemple de M. de Buffon, et de quelques autres physiciens, appellons rotation, le mouvement d’un corps qui tourne sur lui-même et circulation, celui d’un corps qui tourne autour d’un autre. ”

“ Admettons que la Terre soit, en effet, douée d’un mouvement de rotation dirigé de l’occident à l’orient, et cherchons les conséquences mécaniques de cette hypothèse.
Tout le monde sait que lorsqu’un corps est assujetti à tourner suivant une circonférence de cercle, il tend à être jeté en dehors de cette circonférence avec une violence proportionnelle au carré de la vitesse de sa rotation, et dans un rapport inverse avec le rayon de sa circonférence. ”

“ La ligne qui joint les pôles s’appelle l’axe de rotation.
Si le corps qui tourne est sphérique et homogène, son axe idéal de rotation reste invariable ; il passe par le centre et aboutit constamment aux mêmes points matériels de la surface. Si la figure du corps est tout autre, son mouvement de rotation pourra, à chaque instant, s’opérer autour d’un axe différent. ”

“ Si la terre, dit-il, tournait en vingt-quatre heures autour de son axe, les points de sa surface seraient animés d’une vitesse immense, et de leur rotation naîtrait une force de projection capable d’arracher de leurs fondements les édifices les plus solides, en faisant voler leurs débris dans les airs. ”

“ Quant à la rotation, elle est un composé de traction et d’impulsion. En effet, le moteur qui fait tourner doit, tout ensemble, attirer et repousser, l’une de ces cieux actions éloignant de lui le mobile, et l’autre l’y ramenant. ”

“ La théorie abstraite des rotations constituant, par sa nature, comme nous l'avons reconnu en philosophie mathématique, la partie la plus difficile de la dynamique des solides, il en doit être nécessairement de même pour l'application au ciel.
Heureusement, les mouvemens de rotation sont, en général, moins altérés, dans notre monde, que ceux de translation; et surtout, leurs perturbations sont bien moins importantes à connaître, si ce n'est dans le seul cas de la terre. Envisageons d'abord l'étude des translations, où les astres doivent être traités comme condensés en leurs centres de gravité. ”

“ Il est évident qu’un changement d’axe de rotation de la Terre aurait pour effet d’allonger subitement de plusieurs heures le jour correspondant, aux dépens de la nuit, pour certaines parties de la surface, et de le raccourcir pour une autre partie. ”

“ Si la rotation qu’il reçoit du grand, et qui ne peut être que d’occident en orient, est très forte, et si sa circulation particulière était d’orient en occident, et assez forte aussi, il serait impossible que la rotation extérieure et la circulation intérieure ne s’altérassent mutuellement. ”

“ En même temps, la Terre tourne et pivote continuellement sur elle - même, comme autour d'une grande aiguille qui la traverserait. C'est le mouvement de rotation ; il s'accomplit en vingt-quatre heures, et mesure ainsi les jours. ”

“ Ainsi, pour expliquer le double mouvement de rotation et de translation de la Terre, il suffit de supposer qu’elle a reçu primitivement une impulsion dont la direction a passé à une petite distance de son centre de gravité, distance qui, dans l’hypothèse de l’homogénéité de cette planète, est à peu près la cent soixantième partie de son rayon. ”

“ On conçoit, en effet, qu'un mouvement de rotation circulaire, par exemple, peut tout aussi bien être uniforme, uniformément accéléré ou uniformément retardé qu'un mouvement rectiligne, et qu'alors les relations entre les temps et les espaces parcourus pourront être de même nature et représentées par des courbes analogues. ”

“ En réalité, c’est la Terre qui tourne sur elle-même et non le ciel autour de la terre. Ce mouvement de rotation s’effectue à gauche, dans le sens contraire des aiguilles d’une montre, en 23 heures, 56 minutes, 41 secondes 091.
Conséquences du mouvement de rotation de la Terre. — Tout corps en mouvement de rotation est sollicité, du fait même de cette rotation, de s’éloigner de l’axe autour duquel il tourne, par une force à laquelle ce mouvement tournant donne naissance. C’est la force centrifuge qui diminue le poids réel des corps. ”

“ Comme nous avons déjà vu, l'axe du tore dépasse cette position, pour y revenir par des oscillations successives et son axe vient se placer dans une position parallèle à l'axe du globe ; la rotation se faisant naturellement dans le même sens que celle de la terre, sans cette condition l'équilibre serait instable. ”

“ Quand, au contraire, ils prennent leur départ de la voie lactée pour aller dans le lieu de l'espace qu'ils sont destinés à occuper tout le temps de leur existence, alors le mouvement de rotation sur eux-mêmes existe avec le mouvement de locomotion dans l'espace. ”

“ Oui; dès qu'un moteur fait tourner une roue, il peut produire la rotation inverse: quand une roue tourne sur elle-même, si le haut de cette roue va de droite à gauche, le bas va de gauche à droite ; que la roue soit dentée, qu'elle engrène un pignon à son sommet, un autre à sa partie inférieure, elle leur communiquera le mouvement inverse. ”

“ Mouvement de rotation - vitesse angulaire. — Si deux points d'un solide en mouvement restent constamment immobiles dans l'espace, tous les autres points du solide, situés sur la direction de la ligne droite qui joint les deux premiers, restent également immobiles ; le solide ne fait alors que tourner autour de cette ligne droite, à laquelle on donne le nom d'axe de rotation. ”

“ La manière la plus commode d'exprimer, dans la plupart des cas, le mode de variation d'un mouvement de rotation, consiste à décomposer la vitesse angulaire à chaque instant en trois vitesses angulaires composantes autour de trois axes rectangulaires dont les directions sont fixes. Les valeurs de ces composantes, à un instant quelconque, donnent d'un seul coup la vitesse angulaire résultante, et la direction de l'axe instantané. ”

“ Conditions pour qu'une impulsion produise une rotation unique. — Qu'un couple produise une rotation autour du centre de masse ; Qu'une impulsion produise une translation de ce centre accompagnée ou non de rotations, c'est ce que nous avons prouvé plus haut.
On voit par là qu'un couple ne peut jamais donner naissance à une translation. ”

“ Ainsi, dans ces dernières expériences, la rotation de la terre se manifeste d'une manière frappante par l'orientation de l'axe du corps tournant, et par les grands mouvements qu'il exécute immédiatement pour arriver à sa direction d'équilibre. ”

“ Une rotation est le seul mouvement qu'un solide invariable peut avoir par rapport à un point qui fait partie du solide ou qui lui est relié d'une façon rigide. Mais si l'on détermine le mouvement du corps par rapport à un point qui ne lui est pas relié d'une façon rigide, on peut regarder -ce mouvement comme résultant de .la combinaison d'une translation et d'une rotation. ”

“ La rotation de la terre produit sur les circuits Nord et Sud une déviation très remarquable, facile à expliquer.
Tous les points de la surface terrestre font leur révolution diurne dans le même temps, mais avec des vitesses inégales, parce qu'ils ne parcourent pas des cercles de même étendue. ”

“ Il résulte immédiatement delà que pour marcher à volonté dans un sens ou dans l'autre, un seul centre suffit, et qu'on renverse la rotation en passant d'une transmission directe à une transmission indirecte, ou réciproquement.
En marche, le renversement de la rotation n'a pas lieu immédia-
tement, à cause de l'inertie des masses en mouvement. ”

“ Enfin, tandis que les couches dans lesquelles nous vivons sont emportées avec une vitesse égale à celle du mouvement de rotation de la terre, tout porte à croire que celles dans lesquelles nous ne pouvons pénétrer sans y périr, pourraient bien, n'obéissant pas entièrement à l'action de ce mouvement, être transportées avec moins de rapidité, et retarder, sur les premières, d'une quantité correspondante à la hauteur à laquelle chacune de ces couches se trouve du sol. ”

“ La machine de rotation, qui met en mouvement la partie mobile de l’appareil, est analogue à celles qui sont employées dans les phares à terre ; elle est mue par des poids, et sa marche est régularisée par un volant pendule. ”

“ C'est pourquoi, afin d'éluder cette distinction difficile, l'exploration du mouvement communiqué sera presque toujours préférable, dans l'élaboration judicieuse d'une telle doctrine, à l'analyse du mouvement spontané. D'après les lois fondamentales de la mécanique universelle, c'est surtout du mouvement de rotation qu'il importe de déterminer exactement l'influence physiologique, puisque, par sa nature, toute rotation tend directement à désorganiser un système quelconque, et, à plus forte raison, à troubler ses phénomènes intérieurs. ”

“ Telles sont les conditions idéales dans lesquelles le mouvement de rotation du globe deviendrait évidemment accessible à l’observation ; mais en réalité on est obligé de prendre un point d’appui sur un sol mouvant ; les pièces rigides où s’attache l’extrémité supérieure du fil ne peuvent être soustraites au mouvement diurne, et l’on pouvait craindre à première vue que le mouvement communiqué au fil et à la masse pendulaire n’altérât la direction du plan d’oscillation. ”

“ Les mouvements de translation se composent comme les forces appliquées à un même point; les couples de rotations se composeront de la même manière, et si l'on porte sur l'axe de chacun d'eux une longueur égale à l'angle de rotation multiplié par le bras de levier de ce couple, c'est-à-dire par la distance de deux axes de rotation, ces longueurs composées comme des forces, à partir du même point, donneront en grandeur et en direction le mouvement de translation résultant. ”

“ Les transformations de mouvement dont il vient d'être question se retrouvent à chaque instant dans les machines les plus importantes et les plus utiles. Ainsi, l'air chaud en montant suit une direction rectiligne, et, au moyen de la surface hélicoïde, ce courant ascendant imprime la rotation aux engrenages de notre tourne-broche. La rotation qui a lieu d'abord autour d'un axe vertical, se transforme finalement en une autre autour d'un axe horizontal. ”

“ Quand un corps a un point ou un axe fixe, son mouvement ne peut être qu'une rotation : les aiguilles d'une montre, les roues d'une voiture. La vitesse angulaire est alors la valeur de l'angle du déplacement pendant l'unité de temps ”

“ La vitesse de la rotation des points de la surface de la Terre, en vertu du mouvement diurne, varie depuis zéro pour les points qui sont situés aux extrémités du plus court rayon, jusqu’à 116 millièmes de lieue par seconde ou 417 lieues par heure pour les points situés aux extrémités du plus grand rayon. ”