Fiche de révision : Actions mécaniques et pression

📋 Plan du Cours

1. Effets et modélisation des actions mécaniques
2. Classification des actions de contact
3. Réaction du support et frottement
4. Actions à distance et forces du système
5. Force pressante et pression
6. Unités de pression et pression atmosphérique

📖 1. Effets et modélisation des actions mécaniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Action mécanique : L’action d’un corps sur un autre corps.
• Vecteur force : Une action mécanique se modélise par un vecteur force dont les caractéristiques sont le point d’application, la direction (ou droite d’action), le sens et l’intensité, exprimée en newtons (N).

📝 Points essentiels

• Une action mécanique peut :
  • mettre un objet en mouvement
  • maintenir un objet en équilibre
  • déformer un objet

📖 2. Classification des actions de contact

🔑 Notions clés & Définitions

• Action de contact : Une action mécanique qui nécessite un contact entre le corps qui exerce l’action et celui qui la subit.

★ À maîtriser

📌 Une action de contact est localisée si elle s’exerce sur une petite surface assimilable à un point, tandis qu’elle est répartie si elle s’exerce sur toute une surface.

Compléments

• L’action de la table sur un livre est la résultante des forces de contact exercées par la table en chaque point de la surface du livre.

• La réaction de la table sur le livre est modélisée par une force appliquée au centre de la surface de contact et notée $\vec{R}$.

💡 Astuce mémo

Localisé : un point ; réparti : toute la surface.

📖 3. Réaction du support et frottement

★ À maîtriser

📌 Sans frottement, la réaction $\vec{R}$ est perpendiculaire à la surface de contact ; avec frottement, elle est inclinée.

• Avec frottement, la réaction se décompose en une composante normale $\vec{R}_N$, qui s’oppose à l’enfoncement dans le support, et une composante tangentielle $\vec{R}_T$, appelée force de frottement $\vec{f}$.

📐 Formule - Le coefficient de frottement vérifie $k=\tan\varphi=\frac{R_T}{R_N}$.

Compléments

📐 Formule - La réaction totale vérifie $\vec{R}=\vec{R}_N+\vec{R}_T$.

📐 Formule - La valeur de la réaction totale est $R=\sqrt{R_N^2+R_T^2}$.

📖 4. Actions à distance et forces du système

🔑 Notions clés & Définitions

• Action à distance : Une action mécanique qui s’exerce sans contact entre le corps qui exerce l’action et celui qui la subit.
• Force extérieure : Une force exercée par l’extérieur sur le système étudié.
• Force intérieure : Une force exercée par une partie du système étudié sur une autre partie de ce système.

📝 Points essentiels

• Les exemples d’actions mécaniques à distance sont :

  • le poids d’un corps
  • les forces électriques
  • les forces magnétiques

• La force exercée par le fil sur le corps S est extérieure si le système étudié est le corps S seul, mais intérieure si le système comprend le corps S et le fil.

💡 Astuce mémo

Une force est extérieure si elle vient de l’extérieur du système, intérieure si elle relie deux parties du système.

📖 5. Force pressante et pression

🔑 Notions clés & Définitions

• Force pressante : Une force de contact répartie, exercée par un solide ou un fluide sur la surface d’un objet en contact avec lui.
• Pascal : Le pascal (Pa) est la pression exercée par une force pressante de 1 N sur une surface plane de 1 m².

📝 Points essentiels

• La force pressante s’applique au centre de la surface pressée, est perpendiculaire à la paroi et est orientée vers l’extérieur de la paroi.

📐 Formule - La pression d’un fluide est donnée par $P=\frac{F}{S}$, où $F$ est la force pressante en newtons, $S$ l’aire de la surface plane en mètres carrés et $P$ la pression en pascals.

📖 6. Unités de pression et pression atmosphérique

🔑 Notions clés & Définitions

• Pression atmosphérique : La pression de l’air qui nous entoure.

📝 Points essentiels

• Les équivalences d’unités de pression sont $1\,\mathrm{bar}=10^5\,\mathrm{Pa}$, $1\,\mathrm{hPa}=10^2\,\mathrm{Pa}=1\,\mathrm{mbar}$, $1\,\mathrm{atm}=1{,}013\times10^5\,\mathrm{Pa}=1{,}013\,\mathrm{bar}$ et $76\,\mathrm{cm\!-Hg}=101325\,\mathrm{Pa}$.

• Dans les conditions normales, la pression atmosphérique vaut 1013 hPa, soit 1,013 × 10⁵ Pa ou 1,013 bar.