Déterminer la force pressante d'un fluide - Maxicours

Déterminer la force pressante d'un fluide

Objectifs
  • Connaitre la pression et son origine microscopique.
  • Connaitre l’origine microscopique de la force pressante.
  • Connaitre et calculer une force pressante.
Points clés
  • Un fluide possède une pression qui est liée aux chocs des particules qui composent le fluide.
  • La force pressante d’un fluide correspond à la force exercée par le fluide sur les parois, du fait des chocs des particules.
  • La valeur de la force pressante est égale au produit de la pression du fluide par la surface de la paroi.
  • La force pressante est modélisée par un vecteur perpendiculaire à la surface de la paroi et dirigé vers l’extérieur.
Pour bien comprendre
  • Force
  • Interprétation microscopique de la pression
  • Pression et surface
1. Origine de la force pressante d'un fluide

Les liquides ou les gaz sont des fluides. À l’échelle microscopique, les particules constitutives du fluide sont en mouvement permanent.


Mouvement des particules dans un gaz et dans un liquide

Ces particules réalisent en permanence un grand nombre de chocs contre la ou les parois du récipient qui contient le fluide. Chaque choc est à l’origine d’une force microscopique qui agit sur la ou les parois du récipient.


Chocs des particules du gaz sur une paroi

Cette force microscopique du fluide est perpendiculaire à la surface du récipient et est dirigée vers l’extérieur de ce récipient. La somme de toutes ces forces microscopiques est égale à une force au niveau macroscopique, qui est appelée force pressante.

2. Les caractéristiques de la force pressante

Un fluide au repos exerce sur une paroi une force pressante dont les caractéristiques sont les suivantes.

  • La direction de la force est perpendiculaire à la paroi.
  • Le sens de la force est dirigée vers l’extérieur du récipient qui contient le fluide.
  • La valeur F de cette force est égale au produit de la pression P du fluide par la surface S de la paroi.
avec :
  • F la force pressante du fluide, en newton (N)
  • P la pression du fluide, en pascal (Pa)
  • S la surface de contact, en mètre carré (m2)

Force pressante d’un gaz sur les parois

On peut aussi calculer une pression ou une surface à partir de cette formule.

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