Cours Bac Pro-12 V8
1- Rappel sur les unités de surface
Tableau de conversionUnités mètre-carré décimètre-carré centimètre-carré millimètre-carré
Préfixe
1
Exercice n°1 : Calculer la surface totale. Exprimer votre résultat en mètre-carré.
Exercice n°2 : Calculer en mètre-carré la surface d’un bassin circulaire de 14 m de diamètre.
2-
Force et presssion
1-1 La force pressanteUn gaz exerce une action mécanique sur toute paroi avec laquelle il est en contact.
Cette action mécanique est modélisée par une force pressante, orthogonal à la paroi et dont le sens va du gaz vers la
paroi.
Caractéristiques du vecteur force : Direction : Perpendiculaire à la paroi Sens : du fluide vers la paroi
Norme ou intensité de la force :
est la pression exercée par une force de sur une surface de 1 m2.
Le bar : est la pression exercée par une force de sur une surface de .
symbole P F S
Grandeur
Pression Force pressante Surface
Unités internationales
Pascal (Pa)
Newton (N)
Mètre-carré (m
2)
Application
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Application : En hydraulique on représente le par une colonne d’eau d’une hauteur sur une surface .
3- Applications
Exercice n°1 : Un fluide exerce une pression de . Il est en contact avec une paroi de . Calculer la force pressante exercée sur cette paroi.
Exercice n°2 : La pression de l’air contenu dans un ballon de football est : . Quelle est la valeur de la force pressante exercée par l’air contenu dans le ballon sur une petite surface d’aire de son enveloppe.
Exercice n°3 : Une force pressante exercée par un fluide au repos sur une vitre est représentée ci-contre :
3-1 De quel côté de la vitre se trouve le fluide exerçant cette force ? 3-2 Déterminer la valeur de cette force.
Exercice n°4 : La relation entre la force pressante, la pression et la surface de contact du fluide sur la paroi est .
4-1 Pour une valeur de force fixée, comment varie la pression si la surface de contact est doublée ? 4-2 Pour une surface de contact fixée, comment varie la pression si la valeur de la force est doublée ?
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Exercice n°5 : Lors de l’élaboration du champagne, il se forme un gaz qui exerce une pression égale à à l’intérieur de la bouteille.
5-1 Exprimer, en Pascal, la pression dans une bouteille de champagne.
5-2 Le diamètre du bouchon dans la bouteille est de . Calculer en la section du bouchon. Arrondir le résultat à l’unité.
5-3 Calculer la force pressante s’exerçant sur le bouchon.
5-4 Calculer la masse qui correspondrait à cette force qui agit sur le bouchon.
On donne :
5- La pression atmosphérique
C’est la pression de l’air. Elle dépend de nombreux phénomènes : altitude, météo. Au sol, sa valeur est d’environ 1 bar soit 1 000 hPa.
1 bar = 1 000 mbar
Comment varie la pression en fonction de l’altitude ?
Mise en évidence de la pression atmosphérique : On la mesure la pression atmosphérique avec un baromètre.
Force pressante
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1- Pression exercée par un liquide
La pression dans un liquide est due aux chocs des molécules sur les parois 1-1 L’expérience de la bouteille trouée et remplie d’eau
La pression s’exerce perpendiculairement aux parois.
La pression augmente avec la profondeur.
1-2 Pression en un point d’un liquide
Un élément de surface plongé dans un fluide, subit de la part de ce liquide une force perpendiculaire à la surface, indépendante de son orientation.
Elle dépend aussi de la profondeur.
2- Pression dans un liquide au repos
Entre deux point A et B d’un liquide, la différence de pression est donnée par :
3- Application
Exercice n°1 : Calculer la pression que subit un plongeur à une
profondeur de , si la pression atmosphérique est égale à 105 Pa.
Masse volumique de l’eau de mer : .
Symbole
Grandeur Pression Hauteur Masse volumique du fluide
Intensité de la pesanteur Unités
internationales
Pascal
Mètre
(m) Kg/m
3g = 10 N/kg
(constante)
Application
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Exercice n°2 : La porte du sas d’un sous-marin est un disque de de diamètre.
2-1 Calculer l’aire de la porte du sas du sous-marin.
2-2 Calculer la pression due à l’eau de mer sur la porte à de profondeur.
2-3 Calculer l’intensité de la force pressante exercée sur la porte.
Masse volumique de l’eau de mer : et
.
Exercice n°3 : Dans une installation de distribution d’eau potable, calculer à 0,1 bar près la pression disponible à la sortie du robinet de l’utilisateur.
Hauteur : ; Masse volumique de l’eau : ;
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4- Transmission des pressions dans les liquides
4-1 Théorème de PascalToute variation de pression en un point d’un liquide au repos est transmis intégralement à tous les autres points du liquide.
Soit :
et en Newton et et en mètre-carré.
4-2 Application
Exercice n°1 : Une presse hydraulique est représentée selon le schéma ci- contre. Ses caractéristiques sont les suivantes :
Force de pression :
Section des pistons : et
Calculer la valeur de la force à exercer pour assurer le pressage.
Exercice n°2 : Un piston d’une presse hydraulique a un diamètre de et est soumis a une force de . Quel doit être le diamètre du grand piston pour que la force qu’il exerce soit de ?
