Collège · 5ᵉ · Physique
Pression dans les fluides
Notion de pression, pression atmosphérique, pression dans un liquide
À propos de cette page
Ce cours de physique en cinquième sur « Pression dans les fluides » suit le programme officiel de physique de cinquième. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : Qu'est-ce qu'un fluide ?, La pression : une force répartie sur une surface, La relation p = F ÷ S et ses unités, La pression atmosphérique. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de cinquième à réussir en physique.
1
Qu'est-ce qu'un fluide ?
Définition. Un fluide est un corps qui n'a pas de forme propre et qui peut s'écouler : les liquides et les gaz sont des fluides. Un solide, lui, a une forme propre.
Interprétation particulaire. Dans un gaz, les particules sont très éloignées et très agitées : elles frappent sans cesse les parois du récipient. C'est cette multitude de chocs qui crée la pression du gaz.
Exemple. Un ballon reste gonflé parce que des milliards de molécules d'air frappent sa paroi à chaque instant, de l'intérieur.
2
La pression : une force répartie sur une surface
Définition. La pression mesure la manière dont une force est répartie sur une surface. Pour une même force, plus la surface est petite, plus la pression est grande.
Exemple. Une punaise : on appuie avec la même force des deux côtés, mais la pointe a une surface minuscule. La pression y est énorme, ce qui permet de percer le bois — et le large capuchon protège le doigt.
Exemple. Des skis répartissent le poids du skieur sur une grande surface : la pression exercée sur la neige devient faible et le skieur ne s'enfonce pas.
Attention ! Pression et force ne sont pas la même grandeur. Deux personnes de même poids exercent des pressions très différentes selon qu'elles portent des talons aiguilles ou des raquettes à neige.
3
La relation p = F ÷ S et ses unités
Relation. $$p = \dfrac{F}{S}$$ avec $F$ la force pressante en newtons (N), $S$ la surface pressée en mètres carrés (m²) et $p$ la pression en pascals (Pa). Un pascal vaut donc un newton par mètre carré.
| Unité | Symbole | Valeur en pascals |
|---|---|---|
| pascal | Pa | $1$ Pa |
| hectopascal | hPa | $100$ Pa |
| bar | bar | $100\,000$ Pa $= 1\,000$ hPa |
Attention ! La surface doit être en m². Retiens $1$ cm² $= 0{,}0001$ m² $= 10^{-4}$ m², donc $250$ cm² $= 0{,}025$ m². Oublier cette conversion multiplie le résultat par $10\,000$.
Exemple. Une force de $600$ N appliquée sur $0{,}03$ m² donne $p = \dfrac{600}{0{,}03} = 20\,000$ Pa, soit $200$ hPa.
4
La pression atmosphérique
Définition. L'air de l'atmosphère exerce une pression sur tout ce qui s'y trouve : c'est la pression atmosphérique. Au niveau de la mer, sa valeur moyenne est de $1\,013$ hPa, soit $101\,300$ Pa, soit environ $1$ bar.
On la mesure avec un baromètre. La pression d'un gaz enfermé, elle, se mesure avec un manomètre.
Exemple. C'est la pression atmosphérique qui maintient l'eau dans un verre retourné recouvert d'une feuille de papier : l'air pousse la feuille vers le haut.
5
La pression dans un liquide augmente avec la profondeur
Règle. Dans un liquide au repos, la pression augmente avec la profondeur, car la colonne de liquide située au-dessus est de plus en plus haute. Dans l'eau, la pression augmente d'environ $1$ bar tous les $10$ m.
| Profondeur | Pression totale subie |
|---|---|
| $0$ m (surface) | $1$ bar (l'atmosphère) |
| $10$ m | $2$ bar |
| $20$ m | $3$ bar |
| $30$ m | $4$ bar |
Attention ! La pression dans un liquide ne dépend pas de la forme du récipient ni de la quantité totale de liquide, mais seulement de la profondeur. À $2$ m de fond, la pression est la même dans une piscine et dans un lac immense.
6
Gaz compressibles, liquides incompressibles
Règle. Un gaz est compressible : on peut réduire son volume, ce qui augmente sa pression. Un liquide est pratiquement incompressible : son volume ne diminue quasiment pas, même sous forte pression.
Exemple. Une seringue bouchée remplie d'air : le piston s'enfonce et la pression interne augmente. La même seringue remplie d'eau : le piston ne bouge quasiment pas.
Interprétation particulaire. Dans un gaz, il reste beaucoup de vide entre les molécules : on peut les rapprocher. Dans un liquide, elles sont déjà au contact : il n'y a presque plus de vide à supprimer.
Astuce. À température constante, comprimer un gaz de moitié environ double sa pression : les molécules, deux fois plus serrées, frappent deux fois plus souvent les parois.
7
Méthode : réussir un calcul de pression
Exemple complet. Un skieur de masse $72$ kg ($g = 9{,}8$ N/kg) répartit son poids sur deux skis de $0{,}14$ m² chacun. Force pressante : $P = 72 \times 9{,}8 = 705{,}6$ N. Surface totale : $2 \times 0{,}14 = 0{,}28$ m². Pression : $p = \dfrac{705{,}6}{0{,}28} = 2\,520$ Pa.
En bref
- Les fluides (liquides et gaz) n'ont pas de forme propre et exercent une pression.
- $p = \dfrac{F}{S}$ : $F$ en N, $S$ en m², $p$ en pascals (Pa).
- $1$ hPa $= 100$ Pa ; $1$ bar $= 100\,000$ Pa $= 1\,000$ hPa ; $1$ cm² $= 10^{-4}$ m².
- Même force sur une petite surface ⇒ grande pression (punaise) ; sur une grande surface ⇒ faible pression (skis).
- Pression atmosphérique au niveau de la mer : $1\,013$ hPa, soit environ $1$ bar ; elle diminue avec l'altitude.
- Dans l'eau, la pression augmente d'environ $1$ bar tous les $10$ m ; elle ne dépend que de la profondeur.
- Les gaz sont compressibles, les liquides pratiquement incompressibles.
Bloqué sur ce chapitre ?
Cours particuliers de physique à Marseille, en présentiel ou à distance — un prof qui s'adapte à ton rythme et reprend ce qui coince.
Prof de physique-chimie à Marseille · Cours particuliers au collège · Aide aux devoirs