La pression est une grandeur fondamentale en physique, présente dans de nombreux phénomènes de la vie quotidienne : le poids d’un objet sur une table, la flottabilité d’un bateau, la variation de l’air autour de nous.
Dans cette leçon, nous allons explorer :
La définition de la pression
La pression exercée par un solide sur une surface plane
La poussée d’Archimède
Pourquoi certains corps coulent et d’autres flottent
La pression atmosphérique
La pression (P) est définie comme le rapport entre l’intensité d’une force pressante (F) exercée sur une surface et l’aire (S) de cette surface.
Lorsqu’un solide repose sur une surface plane, il exerce une pression due à son poids.
Exemple :
Une brique posée à plat exerce une faible pression (grande surface de contact).
La même brique posée sur sa petite face exerce une forte pression (surface réduite).
Cela explique: pour diminuer la pression, il suffit d’augmenter la surface de contact; pour augmenter la pression, on réduit la surface de contact.
La pression exercée sur une surface est égale au quotient de l’intensité de la force par la surface pressée.
$$Pression = \frac{Force}{Surface}$$$$P = \frac{F}{S}$$$$S = \frac{F}{P}$$$$F= P×S$$Pression a pour symbole P est exprimée en Pascal (Pa).
Force a pour symbole F est exprimée en Newtons (N).
Surface a pour symbole S est exprimée en mètres carrés (m²).
L’unité officielle du Système International est le Pascal (Pa), en hommage à Blaise Pascal. Un Pascal correspond à une force de 1 Newton appliquée sur une surface de 1 m².
$\text{ Le} \text{ Bar}= 10^5 \text{ Pa}\ \text{ ou} \text{ 100.000} \text{ Pa}$$\text{ Le} \text{ millibar}= 100 \text{ Pa}$.
La Poussée d’Archimède
Tout corps solide plongé dans un liquide subit une force verticale, dirigée de bas en haut, appelée Poussée d’Archimède.
Pour deux corps qui ont même poids, celui qui a le plus grand volume subit une plus grande poussée.
À gauche, un corps de grand volume reçoit une grosse poussée et flotte facilement.
À droite, un corps de petit volume reçoit une faible poussée et coule, même si les deux ont le même poids.
Cela rend visuel le principe d’Archimède : plus le volume déplacé est grand, plus la poussée est importante.
Lorsque tu soulèves un objet plongé dans l’eau, tu remarques qu’il paraît moins lourd que lorsqu’il est dans l’air. Cette différence s’explique par la poussée d’Archimède, qui agit vers le haut.
Ainsi, un corps possède un poids réel (Pr) dans l’air et un poids apparent (Pa) dans l’eau, réduit par l’effet de cette poussée.
Formules:
Poids Réel= Points apparent + Poussée
Points apparent= Poids Réel - Poussée
Poussée= Poids Réel - Points apparent
La Pression Atmosphérique
C’est la pression exercée par le poids de l’air de l’atmosphère terrestre.
- Mesure : On utilise un baromètre. L’expérience historique de Torricelli a montré que la pression atmosphérique normale peut soutenir une colonne de mercure de 760 mm de haut.
- Unités courantes : Le millibar (mb) ou l’hectopascal (hPa). Au niveau de la mer, elle est d’environ 1013 hPa.
Variation avec l’altitude : Plus on monte en altitude (montagne), plus la couche d’air au-dessus de nous est mince. Par conséquent, la pression atmosphérique diminue. C’est pourquoi l’eau bout à moins de 100°C à l’Everest et que nos oreilles “bouchent” en avion.
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