Physique-Chimie · 3ème année collège
La pression et la pression atmosphérique
Une même force change tout selon la surface sur laquelle elle s'applique.
01 Qu'est-ce que la pression ?
Définition
La pression exprime la répartition d'une force sur une surface.
p = FS
avec F en newtons, S en mètres carrés, et p en pascals (Pa).
Un pascal correspond à une force d'un newton répartie sur un mètre carré. C'est très peu : on utilise souvent l'hectopascal ou le bar.
1 hPa = 100 Pa 1 bar = 100 000 PaCe que la formule raconte
Pour une même force, plus la surface est petite, plus la pression est grande. C'est pourquoi un couteau aiguisé coupe mieux : la même force s'applique sur une surface minuscule. Et pourquoi des raquettes empêchent de s'enfoncer dans la neige : la surface étant grande, la pression devient faible.
Exemple
Une caisse exerce une force de 600 N sur une surface de 0,5 m².
p =La surface doit être en mètres carrés. Une surface donnée en cm² doit être convertie : 1 m² = 10 000 cm². Oublier cette conversion fausse le résultat d'un facteur dix mille.
02 La pression atmosphérique
Définition
L'air qui nous entoure a une masse, donc un poids. La pression atmosphérique est la pression exercée par cette colonne d'air sur tout ce qui se trouve à la surface.
Au niveau de la mer, elle vaut environ 1013 hPa, soit à peu près 100 000 Pa. Elle s'exerce dans toutes les directions, y compris de bas en haut, ce qui explique qu'on ne la sente pas.
On la mesure avec un baromètre. Torricelli l'a mise en évidence avec un tube de mercure : la colonne s'y stabilise à 76 cm, exactement équilibrée par la pression de l'air.
Elle diminue avec l'altitude
Plus on monte, moins il reste d'air au-dessus de soi. C'est pourquoi l'air est « plus rare » en montagne, pourquoi les paquets de chips gonflent en altitude, et pourquoi les avions de ligne sont pressurisés.
03 Les applications
- La ventouse : en chassant l'air, on crée une zone de basse pression ; la pression atmosphérique extérieure la plaque contre le mur.
- La seringue : tirer le piston abaisse la pression interne, et la pression extérieure pousse le liquide à l'intérieur.
- La paille : on n'aspire pas le liquide, c'est l'atmosphère qui le pousse vers la bouche.
- La météo : les zones de haute pression annoncent le beau temps, les basses pressions la pluie et le vent.
À toi. Un élève de 50 kg se tient debout. La surface totale de ses deux semelles est de 0,04 m². Quelle pression exerce-t-il sur le sol ? On prend g = 10 N/kg.
p =
Sur un seul pied, la surface est divisée par deux et la pression double : 25 000 Pa.
✓ L'essentiel
- Pression
- p = F / S, en pascals. F en newtons, S en mètres carrés.
- Effet de la surface
- À force égale, une petite surface donne une grande pression.
- Pression atmosphérique
- Environ 1013 hPa au niveau de la mer, exercée dans toutes les directions.
- Altitude
- La pression atmosphérique diminue quand on monte.
Les erreurs à éviter
- Utiliser une surface en cm² sans la convertir en m².
- Confondre force et pression : la seconde dépend de la surface.
- Croire que la pression atmosphérique ne s'exerce que vers le bas.