La pression, un paramètre influençant les performances sportives

Transcription

1 La pression, un paramètre influençant les performances sportives

2 Mouvement des molécules dans un gaz Un gaz est constitué de molécules éloignées les unes des autres Ostralo-gaz

3 Ces molécules sont en mouvement continuel, en ligne droite

4 Des chocs peuvent se produire : - soit sur les parois du récipient contenant le gaz

5 Des chocs peuvent se produire : - soit sur d autres molécules de gaz

6 Les chocs que subissent les molécules augmentent : lorsque le volume du récipient diminue lorsque le nombre de molécules augmente dans le récipient lorsque la température du gaz augmente dans les conditions usuelles : la vitesse moyenne des molécules de diazote et de dioxygène N 2 et de O 2 de l air que nous respirons est de 500 m.s -1 environ le nombre de chocs subis par une molécule de gaz pendant 1 s est de l ordre de 10 8 à 10 9

7 La pression Notion de force pressante Expérience Une petite bille flotte dans un cristallisoir plein d eau. Plaçons sur cette bille un verre renversé. Enfonçons le verre

8 observations La bille s enfonce; lorsque l on ressort le verre, l intérieur est sec interprétations La bille s enfonce car l air contenu dans le verre appuie dessus. Le verre est sec car l air empêche l eau de pénétrer dedans

9 Expérience Un ballon de baudruche fermé contenant un peu d air se trouve sous une cloche à vide. On fait le vide sous la cloche en aspirant l air à l intérieur.

10 observations Lorsque l on fait le vide sous la cloche, le ballon se gonfle

11 interprétations Au départ il y a de l air dans le ballon et autour du ballon. Les faces interne et externe du ballon sont soumises à un bombardement incessant par les molécules des gaz constituant l'air. Ces molécules appuient de la même façon de chaque coté: la paroi est soumise à des forces qui se compensent; elle est à l équilibre

12 Ensuite, lors de l aspiration, il ya de moins en moins de molécules qui appuient sur la face externe; par contre, il y a autant de molécules qui appuient sur la face interne Sous l'action de ce bombardement qui à lieu de l'intérieur vers l'extérieur, le ballon se déforme. Son volume augmente

13 Expérience Recouvrons un verre vide d une gaze (pansement) ; remplissons le verre d eau à travers la gaze ; retournons l ensemble observations L eau ne s écoule pas du verre interprétations On peut montrer (voir exercice) que l intensité de la force pressante exercée par l air extérieur est environ 100 fois plus importante que l intensité de la force exercée par l eau (=poids de l eau)

14 Notion de pression Posons des briques sur de la farine Les briques s enfoncent plus ou moins. Observons la profondeur de l empreinte dans le sable

15 l empreinte (donc la pression) est plus profonde lorsque : La brique est lourde La surface pressée est petite

16 Dans la définition de pression interviennent 2 grandeurs S S S F La force pressante de valeur F La surface pressée S

17 Pression et force pressante On dispose du dispositif ci-contre :

18 - On place sur les 3 pistons des bouteilles de masse différentes ; les plaques rigides ont la même surface

19 - On place sur les 3 pistons des bouteilles de masses identiques ; les plaques rigides ont des surfaces différentes

20 La déformation de la mousse traduit la pression occasionnée par la bouteille sur le support Pour une même force pressante, on augmente la pression en... diminuant la surface pressée.

21 La déformation de la mousse traduit la pression occasionnée par la bouteille sur le support Pour une même surface pressée, on augmente la pression en... augmentant la force pressante

22 Pour une même force pressante, on augmente la pression en diminuant la surface pressée. Pour une même surface pressée, on augmente la pression en augmentant la force pressante Proposer la bonne formule parmi les solutions suivantes : P = F S P = F S P = S F

23 La pression P, en pascal (Pa), exercée par un gaz sur une paroi est P = F S F est la force pressante exercée par les molécules de gaz, en newton ( N ) S est la surface de la paroi, en mètres carré ( m 2 )

24 La pression P, en pascal (Pa), exercée par un gaz sur une paroi est P = F S L unité légale est le pascal, mais on utilise couramment d autres unités : - le hectopascal : 1 hpa = - le bar : 1 bar = 100 Pa 10 5 Pa

25 La pression atmosphérique La pression atmosphérique est due aux forces pressantes exercées par l air de l atmosphère sur les objets La pression atmosphérique est en moyenne de 1013 hpa au niveau de la mer. Elle... diminue avec l altitude

26 Les lignes d égale pression sont appelées isobares Une zone de haute pression (>1015 hpa) est appelée... anticyclonique Il fait... beau temps dans cette région Une zone de basse pression (< 1010 hpa) est appelée... dépression Il fait... mauvais temps dans cette région