Pression - Définition
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Définitions
La pression, notée p admet, selon les branches de la physique que l'on considère, plusieurs définitions qui coïncident toutes :
Dans tous les cas, la pression est définie comme une grandeur scalaire (non vectorielle).
En mécanique, la pression est définie localement à partir de la composante de la force normale à la surface sur laquelle elle s'exerce. Si on considère une surface élémentaire dS de normale
Dans le cas d'une force perpendiculaire à une surface plane d'aire S, on obtient la définition suivante :
. Par construction, la pression est perpendiculaire à la surface sur laquelle elle s'exerce.
Le terme obtenu en construisant le rapport de la composante de la force tangentielle à la surface d'exercice s'appelle la contrainte tangentielle. Elle est homogène à une pression et est mise en jeu dans les phénomènes de viscosité notamment.
En mécanique des milieux continus, la pression est définie comme le tiers de la trace du tenseur des contraintes c'est-à-dire la moyenne des termes diagonaux de ce tenseur. En mécanique des fluides incompressibles, la pression est le multiplicateur de Lagrange permettant de vérifier l'incompressibilité du matériau. On a alors à faire à une définition implicite de la pression.
En thermodynamique, la pression est définie à partir de l'énergie interne U(V,S,N) par :
Pour un fluide newtonien, la pression est strictement positive car il faut fournir de l'énergie (ΔU > O) pour diminuer le volume (ΔV < O). Pour les fluides non newtoniens, il est possible d'avoir des pressions négatives. Ces pressions négatives sont dues à des effets de surface et sont reliées à la tension superficielle.
La pression dans différents domaines
En plongée sous-marine
En plongée sous-marine, la pression qui s'exerce sur les tissus biologiques et sur les gaz inspirés a une grande importance. Sa variation peut être considérable en fonction de la profondeur atteinte.
On différencie alors les :
- pression atmosphérique : pression de surface dans des conditions habituelles (normalement aux alentours de 1013 mbar mais usuellement considérée comme équivalent à 1 bar)
- pression hydrostatique : variable en fonction de la profondeur atteinte - cette pression augmente de 1 bar par tranche de 10 mètres sous l'eau (0,98 bar dans l'eau douce et 1,007 bar dans l'eau de mer)
- pression absolue : c'est la somme des pressions atmosphériques et hydrostatique
En météorologie
En hydrostatique, la poussée d'Archimède
La poussée d'Archimède exercée par un fluide au repos sur un corps immergé peut être définie comme étant la résultante des forces de pression s'appliquant sur la surface de cet objet.
