énergie mécanique

“ THÉORÈME. L'énergie actuelle d'un système de corps, par rapport à un point extérieur au système, est la somme des énergies actuelles des corps par rapport à leur centre de gravité commun, augmentée de l'énergie actuelle qui serait due au mouvement de la masse du système entier avec une vitesse égale à celle qu'a son centre de gravité par rapport au point extérieur. ”

“ C'est, dès lors, aux dépens de l'énergie potentielle de l'éther que se constitue l'énergie mécanique qui, à chaque instant, est emmagasinée par la molécule matérielle et la rend capable de produire, par elle-même, des effets dynamiques d'une puissance égale à la somme de son énergie potentielle ou cinétique. ”

“ On pourrait réduire la théorie de la machine à vapeur à ces deux propositions : l'activité chimique engendre la chaleur; la chaleur engendre le mouvement; ou, pour employer le langage dont le lecteur commence sans doute à prendre l'habitude, l'énergie chimique se transforme en énergie calorifique et celle-ci en énergie mécanique. ”

“ Comme conclusion nous voyons donc que si les diverses formes d'énergie peuvent se transformer les unes dans les autres dans un rapport constant, sans perte ni création, ces diverses formes d'énergie diffèrent entre elles par leur qualité. L'énergie mécanique peut toujours se transformer intégralement, on peut en tirer toute sa valeur équivalente; elle est de qualité supérieure. Il n'en est pas de même pour l'énergie calorifique, on peut en transformer une certaine quantité en énergie mécanique, intégralement, par une opération unique. ”

“ Actuellement, il existe trois systèmes de mécanique différents : 1° La mécanique classique bâtie sur les concepts de masse, de force, d'espace et de temps.
2° La mécanique de Hertz qui rejette la notion de force et la remplace par des liaisons cachées, supposées exister entre les corps.
3° La mécanique énergétique fondée sur le principe de la conservation de l'énergie, que nous aurons à étudier bientôt. Pour elle la matière et la force disparaissent. Il n'y aurait dans l'univers d'autre élément fondamental que l'énergie. ”

“ Tout revient en somme à affirmer l’existence d’une fonction de l’état du système qui définit son énergie interne ; elle vient donner toute sa généralité au principe de la conservation de l’énergie. Quand de l’énergie mécanique semble disparaître, on la recherche d’abord sous la forme équivalente d’énergie thermique ”

“ Dans une machine à vapeur, l'énergie chimique du charbon et de l'oxygène fournit de l'énergie calorifique qui met en tension la vapeur d'eau et produit ainsi de l'énergie élastique. A son tour, l'énergie élastique de la vapeur se dépense en mouvement et produit de l'énergie mécanique. Si maintenant on emploie le mouvement delamachine à actionner une dynamo, on obtiendra de l'électricité. A son tour'le courant électrique produira, sur son passage, du travail chimique, de la chaleur ou du mouvement, si l'on place sur son trajet un voltamètre, un fil fin et résistant ou un moteur électrique. ”

“ L'énergie potentielle positive ou négative, rendue libre par cette modification de la charge des molécules, fera équilibre, pendant la période de compression ou de dilatation du gaz, sous la forme d'énergie thermique ou d'énergie mécanique, à l'énergie développée à la surface de l'enveloppe et que l'on a représentée par u. On peut appliquer, à ce nouvel état d'équilibre dynamique du milieu gazeux, la même série de raisonnements que pour l'équilibre dynamique se rapportant au développement de l'énergie thermique des molécules. ”

“ Dans l'état d'équilibre des milieux, l'action exercée à chaque vibration, sur la paroi interne de l'enveloppe, rapportée à chacune des molécules, se traduit par une transmission d'énergie à la paroi de l'enveloppe d'une valeur égale à l'énergie thermique ou de translation de la molécule. La réaction de l'enveloppe sur la molécule doit, à son tour, pouvoir se traduire par la transmission d'une énergie active ou latente de même valeur mécanique. ”

“ Sous quelles formes l’énergie intra-atomique peut-elle exister dans la matière ? Comment des forces si colossales peuvent-elles être concentrées dans des particules si petites ?
L’idée d’une telle concentration semble, au premier abord, inexplicable, parce que notre expérience usuelle montre la grandeur de puissance mécanique toujours associée à la dimension des appareils qui la produisent. Une machine d’une puissance de mille chevaux par exemple possède un volume considérable. ”

“ L’énergie ou travail mécanique peut s’offrir à nous sous deux formes : l’énergie actuelle, correspondant au phénomène mécanique réellement exécuté, et l’énergie potentielle, ou énergie de réserve.
Un corps qui a été élevé à une certaine hauteur, développera, si on le laisse tomber, un travail qui a précisément pour mesure, en kilogrammètres, le produit de son poids par la hauteur de chute. Un tel travail peut être utilisé de bien des manières. ”

“ L'énergie vitale elle-même se transforme en énergie calorifique restituée au milieu extérieur, et entre ces deux formes se trouve l'énergie mécanique, électrique, et d'autres formes de cette même puissance énergétique qui est une, et prend des figures différentes en raison des milieux différents. ”

“ Les divers agents potentiels et de mouvement de l’énergie affectent nos sens de diverses façons, notamment sous forme mécanique, électromécanique, lumière, gravitique, chimique, calorifique, radio-active et aussi psychique.
7. L’énergie sous ses diverses formes prend souvent l’état rayonnant ; elle possède alors une inertie et un poids proportionnel : la lumière peut être déviée de sa trajectoire si elle passe à proximité d’une masse importante : un corps chaud pèse plus qu’un corps froid. ”

“ Quand cette constatation se trouve en défaut, on
doit toujours trouver, représentant une partie de l'énergie mécanique disparue, des quantités équivalentes de chaleur, d'électricité, ou de toute autre forme d'énergie.La possibilité de cette équivalence, établie par les savants du XIXe siècle, entre des quantités de travail et des quantités de chaleur par exemple, semble bien prouver que, malgré sa définition conventionnelle (produit d'une force par le chemin parcouru, Mye) , le travail mécanique correspond à quelque chose de réel. ”

“ Les énergies potentielles sont encore appelées forces ou énergies de tension par analogie avec celles d'un ressort tendu ou d'un gaz comprimé. De même les énergies actuelles sont appelées forces vives par analogie avec l'énergie d'un corps en mouvement.
Des transformations de l'énergie. — Tous les modes de l'énergie qui viennent d'être examinés peuvent produire du travail mécanique ou de la chaleur et se convertir réciproquement les uns dans les autres. ”

“ C'est celui de toute machine qui travaille pour équilibrer une.
résistance. C'est le cas d'un électro-aimant qui dépense de l'énergie électrique pour retenir une masse de fer doux, ou celui d'un jet d'eau qui dépense de
l'énergie mécanique pour soutenir une charge convenablement posée à son sommet. ”

“ L'énergie actuelle, qui est le produit d'un poids par une hauteur, est exprimée, de même que l'énergie potentielle et le travail, en kilogrammètres ( 513 et 514) .
548. Composantes de l'énergie actuelle. L'énergie actuelle d'un corps est essentiellement positive (différente en cela de sa quantité de mouvement) et indépendante de toute direction. ”

“ L'énergie transmise par l'élément plan en mouvement aux molécules refléchies à sa surface se propagera avec la vitesse que comporte la constitution propre du milieu, en conservant d'ailleurs intégralement sa valeur mécanique au départ. La transmission s'opérera sans altérer les énergies propres du milieu ”

“ Les poids capables de descendre d'une certaine hauteur, les produits chimiques susceptibles de se combiner, les masses électriques, etc., peuvent nous fournir de l'énergie ; tant qu'elle n'est pas utilisée nous disons que cette énergie est à l'état potentiel. Par certaines opérations on peut faire apparaître cette énergie sous forme dite actuelle ou cinétique, en travail mécanique ou en chaleur utilisable. Par certains procédés nous pouvons exécuter l'opération inverse, mais dans toutes ces transformations nous ne pouvons rien créer ni rien détruire. ”

“ On peut avoir aussi facilement les dimensions du travail
76 LA VIE ET LA MORT
§ 4. — L'énergie thermique.
On enseigne aujourd'hui dans tous les éléments de physique que le travail mécanique peut se transformer en chaleur, et réciproquement la chaleur en travail mécanique. Les frottements, le choc et la percussion, la compression et la décompression détruisent ou anéantissent l'énergie mécanique communiquée à un corps ou aux organes d'une machine. En même temps que disparaît le mouvement on voit apparaître la chaleur. ”

“ Elle nous montre le courant d’énergie se divisant au sortir de l’être vivant en deux branches divergentes, Tune thermique et l’autre mécanique, étrangères l’une à l’autre, quoique issues toutes deux du même tronc commun, et n’ayant entre elles d’autre rapport que celui-ci, à savoir que leurs débits additionnés représentent le total de l’énergie en mouvement. ”

“ L'expérience a prouvé, d'autre part, que tout travail effectué contre une résistance passive est accompagné de la production d'une quantité égale d'énergie sous une forme différente (telle que la production de chaleur par frottement) ; l'énergie intérieure totale d'un système de corps ne peut donc pas être modifiée par leurs actions mutuelles. ”

“ Des changements peuvent se produire relativement à la forme des énergies que renferme le système, l'énergie cinétique devenant potentielle ou calorifique, l'énergie électrique devenant calorifique, lumineuse ou mécanique, mais quelles que soient les transformations survenues, la somme de toutes les énergies présentes demeure invariable. ”

“ Notre litre d'eau deviendra une source d'énergie si on lui en fournit, si on le soumet à l'action de la pesanteur (énergie gravide, travail mécanique) , si on lui communique une certaine vitesse (force vive, énergie cinétique) . De même notre coulomb.d'électricité deviendra une source d'énergie, si on le mobilise par une force électromotrice (énergie de courant) , ou si on le force à se concentrer sur une capacité limitée (énergie potentielle électrostatique) (I) . ”

“ Cette opération exige, en sus de l'énergie nécessaire pour vaincre la résistance de la machine, une quantité d'énergie additionnelle égale à l'énergie actuelle quand elle se meut avec sa vitesse moyenne,. ”

“ Cette expression d'énergie est très-convenable pour exprimer le produit de la masse ou du poids d'un corps par. le carré de sa vitesse.
Dans presque toutes les circonstances pratiques de l'emploi des forces, l'effort nécessaire pour produire un mouvement, quel qu'il soit, est proportionnel, non au moment, mais à l'énergie obtenue; puisqu'en effet ces forces, que l'on doit rarement considérer comme forces accélératrices uniformes, agissent généralement avec quelque désavantage , quand la vitesse est déjà considérable. ”

“ De même, l'unité d'énergie électrique produit, dans un circuit homogène de résistance quelconque, une quantité de chaleur équivalente a l'unité de travail mécanique.
L'énergie qui, dans la matière inorganique, produit toutes les réactions mécaniques, physiques ou chimiques se manifeste aussi dans les êtres vivants et sous les mêmes formes. Les animaux produisent du travail mécanique, de la chaleur, de l'élec- tricité ”

“ La science doit être présentée aux paysans et aux ouvriers de manières très différentes. Pour les ouvriers, il est naturel que tout soit dominé par la mécanique. Pour les paysans, tout devrait avoir pour centre le merveilleux circuit par lequel l’énergie solaire, descendue dans les plantes, fixée par la chlorophylle, concentrée dans les graines et les fruits, entre dans l’homme qui mange ou boit, passe dans ses muscles et se dépense pour l’aménagement de la terre. Tout ce qui se rapporte à la science peut être disposé autour de ce circuit, car la notion d’énergie est au centre de tout. ”

“ Nous savons que, partout et toujours, à l’ordre de grandeur des phénomènes mécaniques, l’énergie cinétique se décoordonne spontanément et très rapidement, par les frottements de toutes espèces, en énergie cinétique moléculaire ou énergie thermique. ”

“ On voit, en définitive, que toutes les formes d’énergie sont des effets transitoires résultant de rupture d’équilibre entre plusieurs grandeurs : poids, chaleur, électricité, vitesse. C’est donc bien à tort qu’on parle de l’énergie comme d’une sorte d’entité ayant une existence réelle analogue à celle de la matière. ”