Calculer la pression. Force/Aire ou F/A

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1 Les objectifs : Vers la fin du thème je serai capable : o De calculer la pression d un système donné o De modifier des variables afin d augmenter ou de diminuer la pression exercée dans un système o D expliquer le principe de Pascal dans mes propres mots o De décrire comment un vérin hydraulique fonctionne o D effectuer les calculs dans un système utilisant un vérin hydraulique La pression La force (F) exercée sur une aire (A) donnée s appelle pression (p) Lorsque tu changes l aire, mais que tu gardes la force constante, la pression change o Exemple : les raquettes Augmentent l aire sur laquelle la force se distribue Calculer la pression p = Force/Aire ou F/A La force s exprime en newtons (N) et l aire en mètres carrés (m 2 ) L unité de la pression s exprime en N/m 2 = Pascal Un kilopascal (kpa) est égal à Pa

2 Quel est la pression exercée quand une force de 2500 N est étalée sur une aire de 1 m 2? 2500 N / 1 m 2 = 2500 N/m 2 ou 2500 Pa quand une force de 3000 N est déployée sur une aire de 5 m 2? N/ 5 m 2 = 600 Pa Comment peut- on se diminuer ou augmenter de la pression? 1. changer l altitude (plus haut, moins de pression) 2. sceller un contenant (augmente) Se protéger contre la pression Les footballers passent beaucoup de temps à enfiler leur matériel de protection. Pourquoi? Les casques, plastrons et épaulières distribuent toutes les forces comme un plaqué sur une _aire plus grande. Expérience : La chute d un œuf?

3 Le principe de Pascal Principe de Pascal : dans un fluide incompressible confiné, la pression est transmise dans toutes les directions et perpendiculairement aux parois du contenant. La forme d un contenant, indépendamment de sa grosseur, n a aucun effet sur la pression Beaucoup de systèmes mécaniques utilisent le principe de Pascal Vérin hydraulique Un vérin hydraulique est un système mécanique qui permet de soulever les objets lourds Il utilise un fluide sous pression dans un système fermé o Système fermé : un ensemble d éléments isole de son environnement. (ex : ton système circulatoire) Un vérin hydraulique se compose d un petit cylindre et d un grand cylindre reliés par un tuyau Les cylindres sont remplis d un fluide hydraulique, en général de l huile o Pourquoi pas de l eau? Note aussi que chaque cylindre a une sorte de plate- forme ou de piston qui repose à la surface de l huile

4 Pourquoi les vérins hydrauliques sont ils si merveilleux? Travaillons cela Rappelle : F p = A La pression demeure identique dans les deux cylindres alors p 1 = P 2 ou F 1 /A 1 = F 2 /A 2 Supposons que tu exerces une force de 500 N sur le petit piston dont l aire est de 5 cm 2. Selon le principe de Pascal, cette pression se transmet à travers le liquide. Une pression de 100 N/cm2 s exercera donc aussi sur l aire du grand piston. L aire du grand piston est de 50 cm2. Ainsi, la force totale exercée sur le grand piston sera de : 100 N/cm 2 x 50 cm 2 = N En bref Un vérin hydraulique utilise un liquide pour produire une grande force sur une charge quand une petite force est exercée sur le liquide. Une petite force exercée qui produit une grande force sur une charge signifie qu un vérin hydraulique fournit un gain mécanique

5 Le gain mécanique Rappel GM = Force produite par la machine Force appliquée à la machine Dans un système à vérin hydraulique il y a un gain mécanique, cependant tu devras pousser le piston X fois plus loin que la distance sur laquelle tu pourras soulever la charge Les formules W = F x d GM = travail produit/travail applique W (travail applique) = F (force appliquée) x d W (travail produit) = F (force produit) x d Alors : W (travail appliquée) = W (travail produit) Devoir : Pratique de calcul de pression FR 4-16 FR 4-17 Questions de révision du thème page 312 #1, 3, 4, et 6