Physique-Chimie · Première · Mouvements et interactions
La statique des fluides
Pression, Archimède et Mariotte.
En bref
Un fluide au repos exerce des forces sur tout ce qu'il touche.
Un fluide au repos exerce des forces sur tout ce qu'il touche. Trois lois suffisent à décrire l'essentiel.
La pression
La pression est le quotient de la force pressante par la surface :
p = F / S
| La grandeur | Son unité | Un repère |
|---|---|---|
| Pression p | Pascal (Pa), avec 1 Pa = 1 N/m² | 1 bar = 100 000 Pa |
| Force pressante F | Newton (N) | Toujours perpendiculaire à la surface |
| Surface S | Mètre carré (m²) | — |
La pression atmosphérique vaut environ 1 013 hPa au niveau de la mer.
La loi fondamentale de la statique des fluides
Dans un liquide incompressible au repos, la pression augmente avec la profondeur :
p(B) − p(A) = ρ × g × (z(A) − z(B))
où ρ est la masse volumique du liquide, en kg/m³, et g l'intensité de pesanteur.
Deux points d'un même liquide à la même profondeur sont à la même pression : c'est le principe des vases communicants.
La poussée d'Archimède
Tout corps plongé dans un fluide subit une force verticale, vers le haut, égale au poids du fluide déplacé :
F = ρ(fluide) × V(immergé) × g
| La masse volumique du corps | Ce qui se passe |
|---|---|
| Inférieure à celle du fluide | Il flotte |
| Supérieure | Il coule |
La loi de Mariotte
Pour un gaz à température constante :
p × V = constante
| L'action | La conséquence |
|---|---|
| Comprimer le gaz de moitié | Sa pression double |
| Doubler son volume | Sa pression est divisée par deux |
Cette loi ne vaut que pour un gaz, à température fixée. Un liquide est considéré comme incompressible.
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6 questions pour vérifier
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1.Quelle est l’unité de pression du Système international ?
2.Dans un liquide au repos, deux points à la même profondeur sont à la même pression.
3.À quoi est égale la poussée d’Archimède ?
4.Que dit la loi de Mariotte ?
5.Une force pressante s’exerce parallèlement à la surface.
6.Que devient la pression si l’on double la surface, à force pressante constante ?
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