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En effet le corps est poussé à la fois suivant la ligne
droite horisontale A R,
On croyoit il y a deux cent ans qu'un corps jetté horisontalement, par exemple, un boulet lancé par un canon, décrivoit une ligne droite tant que la force de la poudre surpasse considérablement la pesanteur du boulet, après quoi cette ligne devenoit courbe.
N. Tartaglia fut le premier qui s'apperçut de cette erreur, & qui soutint que la ligne en question étoit courbe dans toute son étendue; mais Galilée démontra le premier que la courbe décrite par un boulet jetté horisontalement, étoit une parabole, ayant pour sommet le point où le boulet quitte le canon.
3. Si un corps pesant est jetté obliquement, soit de
bas en haut, soit de haut en bas, dans un milieu sans
résistance, il décrira encore une parabole. Ainsi le
corps A
1°. Le parametre du diametre de la parabole A S,
2°. Comme l'espace qu'un corps pesant parcourt perperdiculairement en une seconde est de 15½ piés environ; le parametre dont il s'agit est égal au quarré de l'espace que le projectile décriroit uniformement dans une seconde, en vertu de la force motrice, ce quarré étant divisé par > piés.
3°. Si les vitesses de deux projectiles sont les mêmes, les espaces décrits dans le même tems en vertu de l'action de la force motrice, seront égaux; par conséquent les paraboles qu'ils décrivent auront le même parametre.
4°. Le parametre du diametre A S étant connu, il est facile de trouver par les propriétés de la parabole, le parametre de l'axe, dont le quart est la distance du sommet de la parabole à son foyer.
5°. La vitesse du projectile étant donnée, on peut tracer sur le papier la parabole qu'il doit décrire.
6°. Enfin la ligne de projection A R touche la parabole en A.
4. Un projectile, en tems égaux, décrit des portions de parabole A M, M m, qui répondent à des espaces horisontaux égaux A T, T t, c'est - à - dire que dans des tems égaux il décrit dans le sens horisontal des espaces égaux.
5. La quantité ou l'amplitude A B de la courbe, c'est - à - dire la portée du jet du projectile, est au parametre du diametre A S, comme le sinus de l'angle d'élévation R A B, est à la sécante de ce même angle.
Donc, 1°. le demi - parametre est à l'amplitude A B, comme le sinus total au sinus du double de l'angle d'élévation. 2°. Le parametre de deux paraboles est le même, lorsque les projectiles qui les décrivent ont des vitesses égales. Or dans un des cas le dem - parametre est à l'amplitude, comme le sinus total est au sinus du double de l'angle d'élévation; & dans le second cas, le demi - parametre est aussi à l'amplitude, comme le sinus total est au sinus du double de l'angle d'élévation: donc l'amplitude dans le premier cas, est à l'amplitude dans le second, comme le sinus du double du premier angle d'élévation, est au sinus du double du second angle. Ainsi la vitesse de projection demeurant la même, l'amplitude est comme le sinus du double de l'angle d'élévation.
6. La vitesse du projectile demeurant la même, l'amplitude A B est la plus grande qu'il est possible, lorsque l'angle d'élévation est de 45°. & les amplitudes répondantes aux angles d'élévation également distans de 45°. sont égales.
Cette proposition est vérifiée par l'expérience, & peut aussi se démontrer en cette sorte: puisque l'amplitude est toujours comme le sinus du double de l'angle d'élévation, il s'ensuit qu'elle doit croître à mesure que ce sinus croît, & réciproquement. Or le sinus du double de 45° est le sinus de 90°, ou le sinus total qui est le plus grand de tous; donc l'amplitude qui répond à l'angle de 45°, doit être la plus grande de toutes. De plus, le sinus de deux angles également distans de l'angle droit, par exemple de 80 & de 100°, sont égaux; or le sinus du double des angles également éloignés de 45°, sont des sinus d'angles également éloignés de l'angle droit; car, soit 45 + a un de ces angles, & 45 - a l'autre, les doubles seront 90 + 2 a, & 90 - 2 a; & ces angles doubles different d'un droit, chacun de la valeur de 2 a: donc les amplitudes qui répondent à des angles également éloignés de 45°, doivent être égales. Enfin puisque le sinus total est au sinus du double de l'angle d'élévation, comme le demi - parametre est à l'amplitude, que le sinus total est égal au sinus du double de 45°, il s'ensuit que l'amplitude qui répond à 45° d'élévation, est égale au demi - parametre.
7. La plus grande amplitude étant donnée, si on veut déterminer l'amplitude pour un autre angle d'élévation, la vîtesse demeurant la même, il faudra dire: comme le sinus total est au sinus du double de l'angle d'élévation proposé, ainsi la plus grande amplitude est à l'amplitude qu'on cherche.
Ainsi, supposant que la plus grande amplitude ou portée horisontale d'un mortier soit de 6000 pas, on trouvera que la portée pour un angle de 30° sera de 5196 pas.
8. La vîtesse du projectile étant donnée, on propose de trouver la plus grande amplitude. Puisque la vîtesse du projectile est connue par l'espace qu'il parcoureroit uniformément dans un tems donné, par exemple dans une seconde, il ne faut que chercher le parametre de la parabole, comme nous l'avons enseigné ci - dessus; car la moitié de ce parametre est l'amplitude qu'on demande.
Supposons, par exemple, la vîtesse du projectile telle qu'il puisse parcourir en une seconde 1000 piés ou 12000 pouces, si on divise 144000000, qui est le quarré de 12000, par 181, qui est la valeur de > piés, le quotient donnera 795580 pouces, ou 66298 piés pour le parametre de la parabole; par conséquent l'amplitude cherchée sera de 33149 piés: ainsi tout objet qui se trouvera à une distance horisontale moindre que 33149 piés pourra être frappé par le projectile.
9. La plus grande amplitude étant donnée, on propose de trouver la vîtesse du projectile, ou l'espace qu'il parcourt uniformément dans le sens horisontal, [p. 439]
Par exemple, si la plus grande amplitude est de 1000 piés ou 12000 pouces, l'espace cherché sera égal à la racine quarrée de 12000 x 181, c'est - à - dire 120 piés & 4 pouces.
10°. On demande la plus grande hauteur à laquelle un corps jetté obliquement s'élevera; pour la trouver, coupez l'amplitude A B en deux parties égales au point t, & du point t élevez une perpendiculaire t m; cette ligne t m sera la plus grande hauteur à laquelle s'élevera le corps jetté dans la direction A R. Si la parabole n'étoit pas tracée, alors ayant l'amplitude A B, il ne faudroit qu'élever la perpendiculaire B R, & en prendre le quart qui seroit la valeur de t m.
11°. L'amplitude A B & l'angle d'élévation étant
donnés, on demande de déterminer par le calcul la
plus grande hauteur à laquelle le projectile s'élevera.
Si on prend A R pour sinus total, B R sera le sinus,
& A B le co - sinus de l'angle d'élévation B A R; il faudra
donc dire: comme le co - sinus de l'angle d'élévation
est au sinus de ce même angle, ainsi l'amplitude
de A B est à un 4
Donc puisque l'on peut déterminer l'amplitude, lorsque la vîtesse & l'angle d'élévation sont donnés, il s'ensuit que par la vîtesse du projectile & par l'angle d'élévation, on peut aussi déterminer la plus grande hauteur à laquelle il doit s'élever.
12°. La hauteur de l'amplitude t m est à la huitieme partie du parametre, comme le sinus verse du double de l'angle d'élévation est au sinus total; donc
1. Puisque le sinus total est au sinus verse du double de l'angle d'élévation dans un cas quelconque, comme la huitieme partie du parametre est à la hauteur de l'amplitude; & que dans un autre cas quelconque, le sinus total est encore au sinus verse du double de l'angle d'élévation, comme la huitieme partie du parametre est à la hauteur se l'amplitude; que de plus la vîtesse demeurant la même, le parametre est le même pour deux différens angles d'élévation: il s'ensuit que les hauteurs de deux amplitudes différentes sont entre elles comme les sinus verses du double de l'angle d'élévation, qui leur répondent, la vitesse demeurant la même: 2. il s'ensuit encore que la vîtesse demeurant la même, la hauteur de l'amplitude est en raison doublée du sinus du double de l'angle d'élévation.
13°. La distance horisontale d'un but ou objet étant donnée avec sa hauteur, ou son abaissement au - dessous de l'horison, & la vîtesse du projectile, trouver l'angle d'élévation qu'il faut donner au projectile pour qu'il aille frapper cet objet.
Voici le théoreme que nous donne M. Wolf, & par le moyen duquel on peut résoudre le probleme dont il s'agit: soit le parametre du diametre A s = a; In = b (n étant supposé l'objet), A I = c, le sinus total = t, dites comme c est à [omission: formula; to see, consult fac-similé version] ainsi le sinus total t est à la tangente de l'angle d'élévation cherche R A B.
M. Halley nous a aussi donné pour résoudre ce
problème, une méthode facile & abregée, qu'il a
trouvée par analyse: voici cette méthode. L'a ngle
droit L D A étant donné,
14°. Les tems des projections ou jets, qui répondent aux différens angles d'élévation, la vîtesse demeurant la même, sont entre eux comme les sinus de ces angles.
15°. La vîtesse du projectile & l'angle d'élévation
R A B étant donnés,
Donc 1°. la vîtesse du projectile étant donnée, toutes les amplitudes & leurs hauteurs sont données pour tous les degrés d'élévation; car tirant E A, on aura pour l'angle d'élévation E A B, la hauteur A I & l'amplitude 4 I E; de même pour l'angle d'élévation F A B, au aura la hauteur A H, & l'amplitude 4 H F. 2°. Puisque A B est perpendiculaire à A D, elle est tangente du cercle en A; donc l'angle A D Q est égal à l'angle d'élévation R A B: conséquemment l'angle A I Q est double de l'angle d'élévation; C Q, sinus de cet angle est le quart de l'amplitude; & A C, hauteur de l'amplitude est égal au sinus verse du double de l'angle d'élévation.
16°. La hauteur t m du jet, ou son amplitude A B, étant données avec l'angle d'élévation, on peut trouver la vîtesse de projection, c'est - à - dire la hauteur A B d'où le projectile devroit tomber pour avoir cette vitesse. En effet, puisque A C - t m est le sinus verse, que C Q = ¼ A B est le sinus du double de l'angle d'élévation A I Q; on trouvera aisément le diametre A D, en cherchant une quatrieme proportionnelle au sinus du double de l'angle d'élévation, au sinus total & au quart de l'amplitude; car cette quatrieme proportionnelle étant doublée, donnera le diametre A D qu'on cherche.
Voilà les principaux théorèmes par lesquels on
détermine le mouvement des projectiles dans un milieu
non résistant. M. de Maupertuis, dans les mém.
de l'acad. 1732, nous a donné un moyen d'abréger
beaucoup cette théorie, & de renfermer dans une
page toute la balistique, c'est - à - dire la théorie du
mouvement des projectiles. Voyez
On peut deduire assez aisément des formules données dans ce mémoire les propositions énoncées dans cet article; on peut aussi avoir recours, si on le juge à propos, au second volume de l'analyse démontrée du P. Reynau, & au cours de Mathématiques de Wolf.
Au reste, ces regles sur le mouvement des projectiles sont fort altérées par la résistance de l'air, dont
nous avons fait abstraction jusqu'ici, les Géometres
se sont appliqués à cette derniere recherche pour déterminer
les lois du jet des bombes, en ayant égard à
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