FORMULES de PHYSIQUE
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PRESSION en MéCANIQUE
-pression en mécanique
La pression résulte de l’application d’une force F sur une surface rigide S
Accessoirement, c'est une énergie volumique
Equation aux dimensions structurelles : L-1.M.T -2
Symbole de désignation : p (et n pour la contrainte)
Unités S.I.+ : Il y a 3 unités usuelles, qui ont la même valeur (seule la dénomination change) :
-le Joule par mètre cube (J/m3) utilisé en densité volumique d’énergie
-le Pascal (Pa) utilisé en macroscopie générale (pression)
-le Newton par mètre carré (N/m²) utilisé en résistance des matériaux (contrainte)
Relations entre unités : 1 U.S. ton per square inch vaut 1,544.107 Pa
1 décaNewton par mm² vaut 107 Pa
1 kilogramme-force par mm² vaut 9,806.106 Pa
1 kilogramme-poids par mm² vaut 9,806.106 Pa
1 atmosphère (atm) (pression normale) vaut 1,01325.105 Pa
1 bar (b) vaut 105 Pa
1 kilogramme-force par cm² vaut 9,806.104 Pa
1 mètre d’eau vaut 9,806.103 Pa
1 pound per square inch (p.s.i) vaut 6,894.103 Pa
1 millibar vaut 10² Pa
1 Newton par mètre carré et un Joule par mètre cube valent 1 Pa
DEFINITION
p = F.cos θ / S
où p(Pa)= pression résultant de l’application d’une force F(N) (qui peut être un poids) sur une surface infiniment rigide S(m²)
θ (rad)= angle plan formé entre la direction de la force et la normale à la surface (en hydrostatique, θ = 0)
PRESSIONS DANS L’ENVIRONNEMENT
La pression atmosphérique, dite "normale" est égale à 1 atmosphère (soit 1,01325.105Pa) -voir chapitre spécial
La pression du vent est p = ρ'.v² [où v(m/s) est sa vitesse, ρ'(kg/m3) est la masse volumique de l’air soit 1,293. kg/m3]
La pression du vide intersidéral est de l’ordre de 10-11 Pa
La plus basse artificiellement créée (l'ultra vide, en labo terrestre) est de 10-10 Pa
Les pressions maximales industrielles (enclumes de diamant) sont # 1011 Pa
La pression des dents humaines (l’une contre l’autre) est comprise entre
15 et 35 kgp/cm² (soit 1,5 à 3,5.106Pa)
La pression des dents animales (l’une contre l’autre) peut atteindre
1000 (ou plus) kgp/cm² (loup, orque, crocodile)
La pression d'un pied humain (moyenne)est de 0,4 kgp/cm² (soit 4.104Pa)
La pression d'un pneu de véhicule(qui est la même que celle du sol qui le reçoit) est de l'ordre de 2,3 kgp/cm² (soit 2,3.105Pa)
La pression sous l’eau augmente de 1 bar (105Pa) tous les # 10 mètres de profondeur supplémentaire
La pression de la graine métallique au centre de la Terre est # 106Atm (1011 Pa)
ONDE de CHOC
En langage courant, c’est une forte augmentation rapide de pression (allant jusqu’à 1012 Pascals) dans un milieu compressible
PRESSION SPATIALE
et son synonyme énergie volumique spatiale
Ici le terme "spatiale" signifie "relative à un angle solide" (Contrairement à la pression régnant dans l’espace qui est dite "intersidérale")
Equation aux dimensions structurelles : L-1. M.T-2.A-1Symbole de désignation : V
Unité S.I.+ : Joule par mètre-cube-stéradian (J / m3-Sr) ou Pascal/sr
La notion de pression spatiale est utile pour les relations conernant la mécanique en 3 dimensions, où intervient l'angle solide
Définition>>> V = p / Ω ou V = E / V.Ω
V(J/m3-sr)= pression spatiale dans un milieu
p(Pa)= pression régnant dans ce milieu
Ω(sr)= angle solide dans lequel est faite la mesure de V
E / V (J/m3)= énergie volumique correspondante
-relation entre pression spatiale et force
V = φ'.F
où V(J /m3-sr)= pression spatiale
φ’(Pa/sr)= fluence de la force F(N)