La pression dépend de la surface — Physique, 11–13 ans
La même force peut produire des effets très différents selon qu’elle est répartie sur une grande surface ou concentrée sur une petite.
Une poussée répartie
La pression indique à quel point une force est concentrée sur une surface. La même force appliquée sur une très petite surface produit plus de pression que sur une grande surface. C’est pourquoi la pointe d’une punaise entre plus facilement dans le bois que sa tête plate.
Pourquoi répartir la charge ?
Il fallait prévoir si une surface serait abîmée ou si un objet s’enfoncerait. Les raquettes répartissent le poids d’une personne sur davantage de neige, tandis que le tranchant d’un couteau concentre la force pour couper. La règle utile est : pression = force ÷ surface.
Une caisse sur le sol
Une caisse exerce une force de 60 N vers le bas. D’abord, on mesure la partie en contact avec le sol : 0,02 m². Ensuite, on divise : 60 N ÷ 0,02 m² = 3 000 Pa. Si on retourne la caisse et que sa base mesure 0,06 m², la pression devient 1 000 Pa, même si son poids ne change pas.
Plus de force ne signifie pas toujours plus de pression
Il est logique de penser qu’un objet plus lourd produit toujours davantage de pression, puisqu’il appuie plus fort vers le bas. Pourtant, la pression dépend de deux choses : la force et la surface qui la reçoit. Une personne lourde peut moins s’enfoncer dans la neige avec de grandes raquettes qu’une personne plus légère avec des chaussures étroites.
Concevoir en tenant compte de la pression
La pression compte dans la conception des chaussures, des aiguilles, des pneus, des ponts et des fondations. Un talon aiguille peut marquer un sol parce que sa petite pointe concentre le poids d’une personne. Les fondations d’un bâtiment répartissent sa charge sur une grande surface pour réduire le risque que le sol s’enfonce.
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