Pression dans les liquides.

http://www.bauchrie.sscc.edu.lb Pression dans les liquides. http://mazenhabib.webs.com 1 Notion de pression. La pression exercée sur un corps diminue lorsque l aire de la surface de contact augmente. Ex : sur la neige, un piéton non équipé s enfonce. An contraire, s il met des skis, il s enfonce beaucoup moins. La pression exercée sur un corps augmente lorsque la force pressante augmente. Ex : mettez une boite (A) sur le sable, elle s enfonce dans le sable. Mettez 10 boites (A) les unes sur les faces des autres. Les boites s enfoncent plus dans le sable. Une force F( N ) qui s exerce normalement ( perpendiculairement ) et uniformément a une surface d aire S ( m 2 ), crée en tout de cette surface une pression p ( Pa ) de valeur : p = F/S. 2 Pression atmosphérique. Exercice : La cuve et le tube ( T ) contiennent du mercure Hg ( Figure 1 et Figure 2 ). Que vaut la pression Pc en C? Pourquoi? Que représente la pression Pc en C? Que représente la pression PA en A? Pourquoi?

3 Manomètre. C est un appareil qui sert à mesurer la pression dans un liquide. P atm = 75 cm de mercure ou de mm de CE (colonne d'eau). 4 Baromètre. Le baromètre est un instrument de mesure, utilisé en physique et en météorologie, qui sert à mesurer la pression atmosphérique. 5 Pression hydrostatique. Pression hydrostatique :. La pression hydrostatique s exerce dans TOUTES les directions ( et pas simplement de haut en bas ). Un plongeur n est pas seulement soumis à l action de la pression exercée par l eau, mais aussi à celle exercée par l air à la surface de l eau. P ( totale ou absolue ) = 6 Pression au fond d un récipient. Considérer un récipient cylindrique, de base d aire S,et contenant un liquide de masse volumique ρ et de hauteur h. Quelle est la relation qui donne le volume du liquide en fonction de S et h?. Quelle est la relation qui donne la masse du liquide en fonction de ρ, S et h?. Quelle est la relation qui donne le poids du liquide en fonction de ρ, S, h et l intensité de la pesanteur g?. Quelle est la relation qui donne la force pressante F exercée par le liquide sur le fond? Sachant que la pression p = F /S... ALORS, la pression exercée par un liquide est donnée par la formule : Exercice d application: eau h A A 1 Quelle est la pression exercée par l eau au point A? 2 Quelle est la pression totale Pt subie par A?.. N.B. (1) La pression dans un liquide augmente avec la profondeur. (2) La pression dans un liquide augmente avec la masse volumique du liquide. (3) On note parfois : P atm = 75 cm de mercure= 0,75 m de mercure c.à.d P atm ( Pa) = ρ mercure ( kg/m³) x 0,75(m) x g ( N/kg).

7 Principe fondamental de l hydrostatique. h B B eau P A : pression exercée par l eau au point A. h A P A =.. h A P B : pression exercée par l eau au point B. P B = h : dénivellation entre A et B. h =... ΔP : variation de pression entre A et B. ΔP =.. ΔP =.. La variation de pression entre deux points A et B dans un même liquide au repos, avec A au dessus de B, est donnée par le principe fondamental de l hydrostatique :. 8 La capsule manométrique. C est une petite boite en plastique fermée par une membrane élastique et reliée à l une des branches d un tube en U par l intermédiaire d un tuyau souple. Le tube en U contient un liquide ( de l eau colorée par exemple ou du mercure ). Si tu appuies sur la membrane élastique le liquide descend dans la branche du tube en U reliée au tuyau et monte dans l autre. Cette dénivellation est le résultat de la compression de l air contenu dans le tuyau suite à la déformation de la membrane élastique. Questions- réponses P A = P B = Patm. Pourquoi?....... La surface libre de l eau dans le récipient est plane. Pourquoi?

9 Théorème de Pascal. 1 Prenez un ballon de Baudruche plein d eau. Pratiquez sur les parois du ballon 3 trous à l aide d une aiguille. Comprimez le ballon par votre main. Qu arrive t- il aux jets d eau?.. 2 Mettre une seringue munie d un piston, une certaine quantité d eau. L eau ne s échappe pas de la seringue. Appuyez légèrement sur le piston, l eau s échappe. Appuyez plus fortement, l eau s échappe plus fortement. Conclusion :. 10 Presse hydraulique. Une presse hydraulique est une machine avec un circuit hydraulique qui fournit une grande force de compression. Elle permet de transmettre un effort démultiplié et un déplacement, servant à écraser, déformer un objet ou soulever une pièce lourde. La presse hydraulique repose sur le principe de Pascal. Le sens de la force f, appliquée au petit piston, est Le petit piston se déplace alors vers le. et le grand piston se déplacera vers le. f :. F:. S: s:. Les pistons étant en équilibre, dans le même plan horizontal, alors:. 11 Tube en U et liquides non miscibles. ( FIGURE ) Un tube en U contient deux liquides différents non miscibles L de masse volumique ρ 1 et L de masse volumique ρ 2, chacun dans une branche. Les deux points A et B supportent la même pression donc :... Exercice 1. La figure ci dessous montre une presse hydraulique contenant de l huile. On met sur le petit piston un poids P 1. Déterminer la masse m 2 du corps qu il faut mettre sur le grand piston pour empêcher le déplacement. S 1 = 2 cm 2 S 2 = 20 cm 2 P 1 = 20N. P 1 P 2 S 1 S 2

Exercice 2. Dans l une des branches d un tube en U contenant du mercure Hg, on verse un liquide de masse volumique ρ. Le mercure dans l autre branche s élève jusqu au niveau D. le niveau D correspond à 1/10 de la colonne du liquide. C liquide h A D B h/10 mercure a) Calculer ρ. b) Sachant que P atm = 10 5 Pa, calculer la pression qui s exerce sur la surface de séparation de deux liquides. On donne : h = 12 cm ; g = 10 N/kg ; ρ mercure = 13600 kg/m 3. Exercice 3. Dans l une des branches d un tube en U contenant de mercure, on verse de l eau. La quantité d eau ajoutée a une hauteur H = 27,2 cm. a) Quelle et la dénivellation entre la surface libre du mercure et la surface de séparation eau mercure? H eau H b) Quelle est la dénivellation entre la surface libre de l eau et celle du mercure? A B H On donne : ρ eau = 1 g/cm 3 et ρ mercure = 13,6 g/ cm 3. Mercure

A On verse dans un récipient une quantité de mercure h 1 = 10 cm au h 2 dessus de laquelle on ajoute une quantité d eau de hauteur h 2 = 20 cm. La pression atmosphérique au dessus du récipient est 74 cm de Hg. B On donne : ρ mercure = 13600 kg/m 3. C h 1 1 Calculer en pascal, la pression en un point A de la surface libre de l eau. 2 Déterminer la pression au point B appartenant à la surface de séparation eau mercure. 3 Trouver la valeur de la pression au point C situé au fond du récipient.

Exercice 5. Dans la figure ci contre, on a H = 76 cm et h =10 cm. Sachant que les deux tubes contiennent du mercure, de masse volumique 13600kg/m³. On donne l intensité de la pesanteur g = 10 N/kg. Calculer la pression de l air comprimé dans le second tube.