Dans l'atmosphère terrestre, tous les corps sont attirés vers le centre de la terre :
c'est la "gravité".
Lorsqu'un corps attiré par cette gravité est en appui sur une surface "statique" ( immobile ), il
exerce une force sur cette surface d'appui. Cette force dépend de la masse "m" de ce corps
et de l'accélération de pesanteur "g" provoquée par l'attraction
terrestre.
La force est une grandeur physique représentée par la lettre majuscule "F".
Son unité est le "Newton".
On peut donc déterminer la force exercée par un corps par la formule :
F = m x g
La masse s'exprime en kilogrammes ( kg ) et l'accélération de
pesanteur en mètres par seconde carré ( m / s² ).
La masse d'un corps de varie pas.
L'accélération de pesanteur peut varier en fonction de la latitude du globe et de l'altitude.
En France, les physiciens aiment prendre comme référence g = 9,81 m / s² , valeur qui correspond à l'accélération de pesanteur à PARIS.
Position par rapport à la latitude | g ( m / s² ) |
Pôles | 9,83 |
PARIS | 9,81 |
Equateur | 9,78 |
Mais dans le milieu professionnel, il est souvent d'usage de prendre g = 10 m / s², afin de simplifier les calculs.
NOUS RETIENDRONS DONC : g = 10 m / s²
AINSI, un corps de 20 kilogrammes exercera une force de 200 Newtons sur le sol :
F = m x g = 20 x 10 = 200 N
La pression, c'est l'intensité exercée par une force.
Essayez de marcher dans la neige en chaussures ou d'avancer avec des skis.
Vous vous enfoncez en chaussures ...
Source PIXABAY
... pas avec les skis
Source PIXABAY
Pourtant, les chaussures de skis et les skis sont sans aucun doute plus lourds que vos chaussures seules.
Mais la surface d'appui a tellement été augmentée par les skis que la pression que vous
exercez sur la neige est bien plus faible.
Deux corps de même masse n'exercent pas toujours la même pression.
Le corps le plus léger peut même exercer une pression plus forte. Pour cela, il suffit que sa surface d'appui soit considérablement réduite par rapport à celle de l'autre corps.
La pression s'exprime par la lettre minuscule " p " ( pour ne pas la confondre avec la puissance qui utilise déjà la lettre majuscule " P " ).
Son unité officielle est le " Pascal ".
On peut donc définir la pression exercée par un corps
par le rapport entre sa masse et la surface d'application de la force qu'il exerce :
p = F / S
avec p : pression, en " Pascals " ( Pa )
F : force, en " Newtons " ( N )
S : surface d'application, en " mètres carrés " ( m² )
EXEMPLE :
Pour chaque réservoir rempli d'eau, calculons :
1- le volume d'eau
2- la masse d'eau ( rappel : ρ eau = 1 000 kg / m3 )
3- la force exercée par l'eau
4- la surface d'appui du réservoir
5- la pression exercée par le réservoir sur le sol
Remarque :
En prenant g = 10 m / s²,
1 Newton correspond à la force exercée par une masse de 100 grammes,
1 Pascal correspond à la force exercée par une masse de 100 grammes
répartie sur une surface de 1 m².
1 Pascal, c'est à peine plus que la pression exercée
par une feuille de papier posée sur un bureau.
En papeterie, on exprime la qualité du papier en grammes par mètre carré.
Le papier standard pour imprimante est du 80 g / m².
Une feuille de 80 g / m² posée sur un bureau exerce une pression de 0,8 Pa
Le " Pascal " est une unité trop petite pour exprimer la pression de
l'eau dans une installation de chauffage central.
On préfère utilisé le " bar " ( b ) ou le "mètre
de colonne d'eau " ( mCE ) :
ou plus facile à retenir :