Pression et surface — Sciences, 11–13 ans
La pression indique à quel point une force est concentrée sur une surface et explique pourquoi une même force peut avoir des effets différents.
Qu’est-ce que la pression ?
La pression décrit la force exercée sur chaque unité de surface. Une même force produit une pression plus grande sur une petite surface et plus faible sur une grande. Dans un liquide ou un gaz, la pression peut se transmettre dans toutes les directions, pas seulement vers le bas, car les particules poussent sur le récipient et entre elles.
Pourquoi utiliser la pression plutôt que la force ?
Une force seule ne suffit pas à dire comment un objet agira sur une surface. Le poids d’une personne peut être réparti par de larges chaussures ou concentré sous un talon étroit : le sol ne subit alors pas le même effet. La pression permet de comparer ces situations et de concevoir des objets qui adhèrent, coupent, flottent ou protègent.
Calculer la pression
Une boîte exerce une force de 600 newtons vers le bas. Sur une base de 0,03 mètre carré, pression = force ÷ surface = 600 ÷ 0,03 = 20 000 pascals, soit 20 kPa. Si on retourne la boîte et que sa base mesure 0,30 mètre carré : 600 ÷ 0,30 = 2 000 Pa. La force reste la même, mais la grande surface donne dix fois moins de pression.
La pression n’est pas une force
On confond souvent la pression et la force comme si elles étaient identiques. Cela paraît logique, car toutes deux décrivent une poussée et sont liées dans la formule. Pourtant, la force est la poussée totale, mesurée en newtons ; la pression indique sa concentration et se mesure en pascals. Il faut donc tenir compte de la surface pour comparer des pressions.
La pression dans les objets courants
Les raquettes à neige répartissent le poids d’une personne sur une grande surface, ce qui l’empêche de trop s’enfoncer. Une punaise possède une large tête pour le doigt, mais une pointe minuscule qui crée une forte pression dans le mur. Les freins hydrauliques et les seringues utilisent la pression d’un liquide pour transmettre une poussée et contrôler un mouvement.
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