Au programme de ce chapitre
- I. Force et surface
- II. Calculer une pression
- III. La pression de l'air et de l'eau
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition La pression exprime comment une force se répartit sur une surface :
p = F / S
avec F la force pressante (en N) et S la surface (en m²). La pression s'exprime en pascals (Pa) : 1 Pa = 1 N/m². On utilise aussi l'hectopascal (1 hPa = 100 Pa) et le bar (1 bar = 100 000 Pa).
p = F / S
avec F la force pressante (en N) et S la surface (en m²). La pression s'exprime en pascals (Pa) : 1 Pa = 1 N/m². On utilise aussi l'hectopascal (1 hPa = 100 Pa) et le bar (1 bar = 100 000 Pa).
Un exemple corrigé
Exemple Une brique de poids 20 N posée sur sa grande face (0,02 m²) exerce une pression de 20 / 0,02 = 1 000 Pa. Posée sur sa petite face (0,005 m²), elle exerce 20 / 0,005 = 4 000 Pa : quatre fois plus, et elle s'enfonce davantage dans le sable.
Lexique
- pression
- force exercée par unité de surface (p = F / S)
- pascal (Pa)
- unité de pression : 1 Pa = 1 N/m²
- pression atmosphérique
- pression exercée par l'air, environ 1 013 hPa au niveau de la mer
- baromètre
- instrument qui mesure la pression atmosphérique
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège — Mal convertir les surfaces. 1 m = 100 cm, mais 1 m² = 10 000 cm². Ainsi 400 cm² = 0,04 m² et non 4 m². Une erreur ici change le résultat d'un facteur 100.
Piège — Confondre force et pression. Deux personnes de même poids exercent la même force, mais pas la même pression si leurs surfaces d'appui sont différentes. La force se mesure en newtons, la pression en pascals.
Attention Le piège le plus fréquent est la conversion des surfaces : 1 m = 100 cm, mais 1 m² = 10 000 cm². Ainsi 400 cm² = 0,04 m² (et non 4 m²).
L'astuce du prof
Astuce Quand tu bois avec une paille, tu ne « tires » pas le liquide : tu diminues la pression de l'air dans ta bouche, et c'est la pression atmosphérique sur la surface de la boisson qui la pousse dans la paille.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1 — Convertir des unités
Convertis : a) 250 cm² en m² ; b) 0,5 m² en cm² ; c) 1,5 bar en Pa ; d) 1 013 hPa en Pa.
Voir la correction
a) 25010 000 = 0,025 m². b) 0,5 × 10 000 = 5 000 cm². c) 1,5 × 100 000 = 150 000 Pa. d) 1 013 × 100 = 101 300 Pa.
Exercice 2 — Un livre sur la table
Un livre a une masse de 1,2 kg (g = 10 N/kg). Posé à plat, il touche la table sur 20 cm × 25 cm. Posé sur la tranche, il la touche sur 20 cm × 3 cm. Calcule la pression exercée dans chaque cas.
Voir la correction
Poids : P = 1,2 × 10 = 12 N. À plat : S = 20 × 25 = 500 cm² = 0,05 m², donc p = 12 / 0,05 = 240 Pa. Sur la tranche : S = 20 × 3 = 60 cm² = 0,006 m², donc p = 12 / 0,006 = 2 000 Pa. La surface est environ 8 fois plus petite, la pression environ 8 fois plus grande.