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P. G. TAIT. 



SUR LA DUREE DU CHOC 



d'œil sur le côté cinétique de la question, et con- 

 sidère la collision de deux sphères qui se meuvent 

 avec une petite vitesse relative suivant la liij,ne de 

 jonction de leurs centres. On voit que la durée du 

 choc est infinie quand la vitesse relative est infi- 

 niment petite. Si les sphères sont d'acier, qu'elles 

 aient un rayon de 25 millimètres, et si leur vi- 

 tesse relative avant le choc est de 10 miRimètres - 

 par seconde, on trouve que le rayon de la surface 

 commune de contact à l'instant de la compression 

 maximum est de 0'="",13. La plus grande force 

 totale entre les sphères est 2", 17 en poids, la plus 

 grande pression (au point central de la surface de 

 contact) est un poids de 75 k. par millimètre 

 carré ; la durée du choc est de 0% 00038. 



Ma passion pour le jeu du Golf a été, pour moi, 

 l'occasion de quelques expériences sur ces ques- 

 tions. Dans ce jeu une petite balle solide de gutta- 

 percha est lancée avec une grande vitesse par un 

 coup violent qu'on lui applique au moyen d'un 

 « iiuh » (canne). Ce bâton est en bois dur; sa tète 

 frappante est chargée de plomb. Le vol de la balle 

 suggère de nombreuses questions d'un grand 

 intérêt physique : d'une part, en effet, la résistance 

 de l'air peut s'élever jusqu'à trente fois le poids 

 de la balle ; et, d'autre part, quand, par suite de 

 la maladresse du joueur, la baOe reçoit un mouve- 

 ment de rotation rapide, sa course subit des mo- 

 difications très remarquables. Mais les problèmes 

 présentés par le coup initial sont tout aussi inté- 

 ressants, et c'est à eux que nous allons nous limi- 

 ter. 



La balle a un diamètre d'environ 44 millimètres ; 

 sa masse est d'environ 42 grammes, la tète du 

 <.icluh », dont la masse est d'environ 220 grammes, 

 la rencontre à une vitesse de 100 mètres par se- 

 conde ou même davantage. La balle, on le conçoit, 

 se trouve considérablement déformée pendant le 

 choc, à ce point que la surface circulaire de contact 

 offre quelquefois un diamètre de 20 millimètres. 

 Combien de temps dure ce contact? La balle reste- 

 l-elle aplatie sur la surface du « club » pendant une 

 partie notable quelconque de leur course com- 

 mune, ou les deux objets se séparent-ils immé- 

 diatement après la collision' Plusieurs circons- 

 tances se rapportant à la nature du jeu semblent 

 indiquer que la durée du choc doit être extrême- 

 ment courte. En particulier, quand une balle est 

 ujerJcech) (c'est-à-dire frappée de telle manière que le 

 mouvement du bâton soit arrêté par le gazon au 

 moment même où le coup est donné) elle acquiert 

 presque autant de vitesse que lorsqu'on laisse le 

 « club » suivre librement la balle. 



Il est clair que, dans l'état actuel de la science, 

 il serait inutile de tenter la solution du problème 

 mathématique qui se présente ici. J'ai donc essayé 



d'obtenir par voie d'expérience une solution au 

 moins approximative. Naturellement mon seul 

 but, et même mon but principal, en me livrant 

 à ces expériences, n'était point d'étudier la 

 question intéressante que soulève le jeu de Golf. 

 Eu réalité, il n'est point facile de voir comment 

 (dans les circonstances nécessaires de l'expé- 

 rience) j'aurais pu réaliser d'une manière tant 

 soit peu exacte toutes les conditions du problème. 

 Afin de pouvoir enregistrer automatiquement le 

 choc, il faut que l'un ou l'autre des corps se heur- 

 tant soit fixé, et que, virtuellement, il se trouve 

 frappé d'une façon simultanée sur les deux côtés. 

 Dans tous les cas je n'ai point réussi à imaginer 

 un procédé permettant de surmonter cette fâcheuse 

 complication. Mais, d'autre part, la méthode que 

 j'ai adoptée conduit de suite à des résultats appli- 

 cables à l'action d'un marteau sur un clou, d'un 

 mouton sur un pieu, et à des questions similaires, 

 qu'on rencontre dans la pratique. 



Mon appareil (fig. 1) ressemble beaucoup à une 

 guillotine. La masse tombante A est un bloc rec- 

 tangulaire de bois dur, quelquefois garni d'une 

 plaque d'acier dur à son extrémité inférieure. Ce 

 bloc glisse aisément entre deux rails-guides bien 

 huilés. Son poids est d'environ 2,2 kilogrammes, 

 mais peut à volonté être doublé ou même qua- 

 druplé ; il suffit pour cela de visser à son extrémité 

 supérieure une ou deux plaques épaisses de plomb. 

 Le corps tombe de champ, à partir d'une hau- 

 teur connue, sur un court cylindre de substance 

 élastique B, dont le tiers inférieur est fixé dans 

 une large masse de plomb C. Celle-ci, à son tour, 

 est solidement cimentée dans le sol en asplialte 

 d'une cave. 



Dans les premières séries d'exjiériences les cy- 

 lindres élastiques avaient 30 millimètres de lon- 

 gueur, et 30 millimètres de diamètre. Une seconde 

 série d'expériences fut faite avec des cylindres 

 ])eaucoup plus grands. Tous ces cylindres avaient 

 leur surface supérieure légèrement convexe. Les 

 matières étaient aussi variées que possible, com- 

 prenant des corps aussi différents dans leurs pro- 

 priétés que verre, liège, bois dur (platane par 

 exemple), caoutchouc naturel ou vulcanisé, vulca- 

 nite, fer, etc.. 



Le bloc était muni d'une pointe aiguë en acier, 

 dirigée perpendiculairement à son plan, et pressée 

 doucement en avant par un ressort destiné à la 

 maintenir en contact avec un disque de verre D 

 (dont la position seule est indiquée dans la figure 

 par un cercle ponctué), disque d'un diamètre de 

 700 miRimètres, fixé à un volant massif, et rece- 

 vant un mouvement de rotation dans un plan ver- 

 tical vis-à-vis du bloc tombant ; au début de 

 l'expérience, la pointe d'acier s'enfonçait dans son 



