Qu'est-ce que le principe de Pascal et comment est-il défini ?

Evelyn Maitee Marin | Juil. 2022
Ingénieur Industriel, MSc en Physique, et EdD

Le principe de Pascal peut être vérifié à l'aide d'une coquille sphérique munie d'un piston et perforée en divers points comme indiqué sur la figure. Si la sphère est remplie d'un liquide et qu'ensuite une pression est exercée par le piston, on peut voir que le fluide est expulsé à la même pression et la rapidité à travers tous les trous. On peut vérifier que la pression de sortie à travers les orifices est la même si des tubes sont placés à chaque sortie, et le liquide monte à la même hauteur dans chaque tube.

En exerçant une pression sur le piston, la hauteur du fluide est la même dans tous les tubes des orifices de sortie.

A propos de Blaise Pascal, il est né le 19 juin 1623 à Clermont Ferrand, en France, et deviendra plus tard l'un des scientifiques, théologiens et philosophes les plus remarquables et reconnus, principalement pour certaines de leurs contributions, telles que la pyramide de Pascal, l'unité de pression dans le système international (Pascal: Pa), ou le principe qui porte son surnom « Principe de Pascal », et qui aujourd'hui encore, est postuler pour le motif de presses et mécanismes hydrauliques. Pascal a été éduqué par son père, qui occupait une position de premier plan dans le secteur public. Dès son plus jeune âge, Pascal a laissé des contributions significatives dans divers domaines tels que les mathématiques, Statistiques et mécanique des fluides. Plus tard, il s'est également aventuré dans le domaine de Philosophie et la théologie.

presse hydraulique

L'une des applications représentatives et actuelles directement liées au principe de Pascal peut être vue dans le fonctionnement d'une presse hydraulique, qui est une machine simple composée de deux sections de zones différentes qui sont soumises à la pression de deux pistons comme indiqué sur la figure.

Schème base d'une presse hydraulique

Ce mécanisme a de multiples applications industrielles, l'une d'entre elles est de soulever des charges lourdes telles que des véhicules.

La pression est définie comme :

\(P=\frac{F}{A}\)

Où:
F. ampleur de la force appliqué sur chaque piston
A: aire de la section transversale de chaque côté de la presse
P: pression du fluide hydraulique

Selon le principe de Pascal, la pression à l'intérieur du fluide est la même en tout point, donc :

\({{F}_{1}} ⋅ {{A}_{2}}={{F}_{2}} ⋅ {{A}_{1}}\)

Cette relation implique que la force nette sur le plus gros piston lorsqu'une force plus petite est appliquée sur le plus petit piston sera d'autant plus grande que le rapport entre les sections est grand. Ainsi, si trois des quatre paramètres de la expression, la pièce peut être obtenue par un simple dégagement.

Exemple pratique

Quelle sera la force 1 (F₁) à appliquer dans la figure illustrée, pour générer une force 2 (F2) est de 10 000 N?. Le petit piston 1 a un rayon de 20 cm et le grand piston a un rayon de 1 m.

De la relation :

\({{F}_{1}} ⋅ {{A}_{2}}={{F}_{2}} ⋅ {{A}_{1}}\)

efface F₁ et remplacez les données de l'instruction :

Comme on peut le voir, le principe de Pascal peut être appliqué dans une presse hydraulique, puisque lorsqu'une force F est exercée sur le piston de plus petite section A1₁ la pression qui prend naissance dans le liquide en contact avec lui est transmise complètement et presque instantanément au reste du liquide. De cette façon, connaissant l'aire de chaque section et l'une des forces, la valeur de la force à l'autre extrémité peut être obtenue.

Un autre exemple de application Le principe de Pascal explique le fonctionnement des freins hydrauliques, puisqu'en marchant sur cet appareil, exerce une force sur la pédale, qui à son tour est transmise à un piston de plus petite section qui coulisse à l'intérieur d'un piston. Cette force génère une pression à l'intérieur du liquide de frein.