Donnée : g = 9,81 N.kg–1
Grandeurs et unités
Sur Mars on peut mesurer une pression de l'atmosphère de 6,36 mbar. On considère que cette atmosphère est constituée uniquement de dioxyde de carbone (en réalité 96%) dont la masse volumique à la surface de Mars est de 16 mg.L–1.
Exprimer la pression en Pa et la masse volumique en kg.m–3.
Utiliser la relation P=F/S
Exercice 1 : On exerce une force de 50N sur une surface de 20cm². Quelle pression cela représente-t-il ?
Exercice 2 : La pression à l'extérieur d'un sous-marin en grande profondeur vaut 200 bars. Quelle force s'exerce sur le hublot de diamètre 20cm ?
Exercice 3 :
Une randonneuse se promène l'hiver dans la neige. Avec son équipement, sa masse est de 60 kg et la surface d'une semelle de chaussure est de 2,2 x 10–2 m². Le manteau neigeux peut résister à une pression de 3,0 kPa.
1. Déterminer la force pressante exercée par la randonneuse sur la neige.
2. Déterminer la pression exercée par la randonneuse sur le manteau neigeux. Résiste-t-il ?
3. La randonneuse chausse des raquettes à neige ayant chacune une surface de 0,27 m². Déterminer alors la pression exercée par la randonneuse sur le manteau neigeux. Résiste-t-il ?
1. La randonneuse exerce son poids sur la neige.
Remarque : on considère qu'elle ne pose qu'un pied à la fois sur la neige.
On sait que : Poids=m.g soit Poids=600 N
2. On connait l'expression entre la pression et la force exercée :
P=F/S=Poids/S soit P=600/2,2.10–2=27.104 Pa
La pression est 9 fois plus élevée que celle que supporte le manteau neigeux
3.La pression exercée par chaque raquette vaut :
P=F/S=600/0,27=2,2 kPa
La randonneuse ne s'enfonce plus
Des espèces extrêmophiles
Les vers tubicoles géants (Riftia pachyptila) peuvent vivre à des profondeurs de 2500m.
- Quelle pression cela représente-t-il ?
- Si on assimile notre corps à un pavé de dimensions en m (1,5x0,4x0,2), quelle force subirions nous si on se trouvait dans les mêmes conditions à 2500m de profondeur ? Calculer uniquement la force exercée sur la grande face du pavé.
Château d'eau
Afin de distribuer l’eau dans les maisons, l’eau est stockée dans des bassin surélevés (appelés châteaux d’eau).
- A quelle hauteur doit se trouver le niveau d’eau dans le château si on souhaite une pression de 3 bars dans la maison ?
- La pression est-elle la même à tous les étages dans la maison ?
Principe du baromètre à mercure
Le baromètre de Torricelli est constitué d'un tube en verre contenant du Mercure. Le tube, bouché d'un côté, est préalablement rempli de mercure puis retourné. La mercure redescend alors dans le tube créant un espace "rempli" de vide.
La masse volumique du mercure étant de 13,6 g.cm–3, calculer la hauteur de mercure h indiquée sur le dessins ci-contre quand la pression atmosphérique vaut 1 bar.
