Le travail
Ce que nous avons vu jusqu'ici nous a permis de constater que les machines aident l'homme à accomplir du travail. Mais qu'est-ce au juste qu'en mécanique on entend par travail?
Au sens mécanique qu'on lui donne, le mot travail ne veut pas simplement dire qu'on exerce une force. Si tel était le cas, le gros Jean, dans la position où le montre notre fig. 62, accomplirait un travail pour la simple raison qu'il fait reposer les 220 livres de son poids sur son havresac! Mais il est clair que, dans ce cas, aucun travail n'est accompli!
Mécaniquement parlant, un travail est accompli lorsqu'une résistance est vaincue par une force qui agit sur une distance mesurable. Ainsi, si le gros Jean soulevait son havresac de 90 livres pour le placer sur une banquette, il accomplirait du travail: il vaincrait, sur une distance mesurable, la résistance du poids de son sac en y appliquant une force.
On observera que deux facteurs entrent en jeu: la force et le mouvement parcourant une distance. La force se mesure habituellement en livres et la distance en pieds. Par conséquent on se sert en général, pour mesurer le travail, d'unités appelées pieds/livres. Pour accomplir un travail d'un pied/livre, il suffit, par exemple, de soulever un poids d'une livre sur une hauteur d'un pied. Mais vous produisez également un pied/livre de travail lorsque vous appliquez une force d'une livre contre tout objet auquel vous faite parcourir une distance d'un pied. Ce principe s'écrit selon la formule que voici:
Par conséquent lorsqu'un manœuvre soulève un sac pesant 90 livres sur une hauteur de 5 pieds, il produit:
L'ouvrier tire une charge de 900 livres sur une distance de 200 pieds. Croyez-vous qu'il accomplit un travail correspondant à 900 fois 200 ou de 180,000 pieds/livres ? Évidemment NON. Il ne travaille pas contre la loi de la gravité, c'est-à-dire contre le poids total de cette charge. En fait, il n'applique effort qu'à vaincre la friction de roulement de son chariot, friction qui peut bien ne pas excéder 90 livres. C'est cette friction qui constitue la résistance à vaincre. Il faut toujours s'assurer quelle est la résistance à vaincre aussi bien que la distance qu'il faudra lui faire parcourir. Dans certains cas, la résistance sera le poids de l'objet; dans d'autres pas ce sera la friction de l'objet contre le plancher ou la surface sur laquelle on le déplace.
Le deuxième point à retenir, c'est que la résistance doit être déplacée. Dans le cas du jeune homme de la fig. 64, il est là à tenir sa valise. Depuis 15 minutes, il attend, immobile, que l'autobus arrive. Son bras éprouve une certaine fatigue. Mais selon la définition de ce qu'est le travail mécanique, il n'a rien fait parce qu'il n'a pas déplacé sa valise. Tout au plus ce jeune homme parvient-il à neutraliser l'effet de la pesanteur, de la gravité dont l'action s'exerce constamment contre sa valise.
