Pression (mécanique)

“ Elle tend à comprimer chacun des corps sur lesquels elle agit ou à réduire leurs dimensions dans le sens de son action. Tel est le cas des forces exercées contre les corps qui l'entourent par un fluide qui tend à augmenter de volume.
La pression peut être normale ou oblique, relativement à la surface sur laquelle elle agit.
II. Une tension est la force qui agit entre deux corps contigus ou entre des parties d'un corps, quand il y a entraînement de l'un vers l'autre. Elle tend à allonger chacun des corps sur lesquels elle agit, dans la direction de son action. ”

“ L'intensité de la pression est tout ce qu'il est nécessaire d'observer, afin de fixer la proportion de la pression qui sera exercée dans les diverses parties de la machine. Les pressions aux points d'impulsion et de travail, combinées avec les proportions de la machine, déterminent nécessairement le reste; car la pression étant l'unique cause de toute action mécanique parmi
les corps, une pression quelconque peut être substituée à une autre qui lui est égale, et la pression qui est la plus familière ou la plus facile à concevoir peut être employée à représenter toutes les autres. ”

“ Dans une masse liquide pesante en équilibre, le plan de charge, abstraction faite de la pression de l'atmosphère, est la surface même du liquide; dans un filet liquide en mouvement, sous les conditions qui rendent le théorème de Bernoulli applicable, les variations de la hauteur due à la vitesse compensent rigoureusement en chaque point les variations de la hauteur qui mesure la pression; en d'autres termes, une partie de la pression se transforme en vitesse ou en force vive. ”

“ Il est évident que la situation de la ligne de pression dépend de la grandeur de la force P. Si celle force est trop grande, elle coupera la surface extérieure, et si elle est trop petite, ce sera la surface intérieure ; dans l'un et l'autre cas, l'équilibre sera détruit. La plus grande valeur de P, pour l'équilibre, est celle qui fait que la ligne de pression arrive juste en contact avec la surface extérieure; et sa moindre valeur est celle qui la met en contact avec la surface intérieure. ”

“ Les dispositions mécaniques dont on se sert ordinairement pour estimer la valeur de la pression, ne sont applicables qu'à l'état immédiatement contigu au mouvement. Or, quand quelques-unes des forces qui tiennent le corps en repos sont des résistances, alors elles sont en partie, ou bien foules, infiniment variées, sans lui communiquer de mouvement. ”

“ La vitesse est toujours la même quelle que soit la direction du courant, car, puisque la pression des fluides s'exerce dans toutes les
directions, a égales profondeurs, la. cause étant semblable, l'effet reste le même. Et si le mouvement est occasioné par la pression d'une force de toute autre espèce, on peut en trouver l'effet en calculant la hauteur d'une colonne de fluide capable de produire une pression égale. On peut déterminer la vitesse par le même procédé, lorsque la force résulte de la différence de deux pressions. ”

“ Il s'ensuit dès-lors que la pression vers le haut d'un fluide sur la surface d'un corps immergé, excède la pression vers le bas du poids de la quantité du fluide des mêmes dimensions que le corps. Celle pression vers le haut tend à supporter son poids, et l'on dit techniquement que le corps perd une partie de son poids égale à la quantité du fluide qu'il déplace. ”

“ THÉORÈME I. Dans un corps solide homogène indéfini limité à sa partie supérieure par un plan incliné, la pression sur un plan quelconque parallèle à cette surface inclinée est verticale et a une intensité uniforme; cette intensité est égale au poids du prisme vertical construit sur l'unité de surface du plan donné. ”

“ Si la pression ou la tension est plus forte que la résistance du corps comprimé ou tendu, il y a écrasement ou rupture. Les limites entre lesquelles la matière fait équilibre à la force sont tracées par la partie de la physique qui s'occupe de la résistance des matériaux.
Pression. — La mécanique ne résout que le problème de la pression sur deux ou trois points d'appui ; un trépied est toujours en équilibre : une table à quatre pieds peut ne pas presser avec le quatrième pied.
La mécanique ne détermine pas la pression de chacun des points ”

“ Pour maintenir un corps immergé en équilibre, il faudra lui appliquer, suivant les cas, une force ou un couple égal et directement opposé à la résultante de son poids et de la pression du liquide; les principes établis aux n°s 39 et 40 permettront de déterminer cette résultante.
Lorsqu'un corps flotte dans un fluide tel que de l'eau, et que sa partie supérieure est entourée par un fluide moins dense, tel que de l'air, la poussée totale qu'il reçoit est égale et opposée aux poids des deux portions des fluides qu'il déplace. ”

“ Pour mesurer la pression, rien ne nous empêche de comparer deux pressions, en examinant les mouvemens élémentaires qu'elles produiraient si l'obstacle était écarté ; et rien ne s'oppose ici à appliquer les lois de la composition du mouvement ; car, puisque nous mesurons les forces par les mouvemens qu'elles engendrent, il en résulte que la composition des forces est renfermée dans la doctrine de la composition des mouvemens. ”

“ Pression sur un corps immergé. THÉORÈME. Si un corps solide est complétement plongé dans un fluide, la résultante des pressions du fluide sur le corps solide est une force verticale, égale et directement opposée au poids de la portion de fluide que le corps solide déplace.
La fig. 61 représente un corps solide complétement immergé
dans un fluide soit liquide, soit gazeux. Imaginons un petit prisme vertical SU qui soit limité aux deux surfaces S et U du corps, la surface U étant au-dessus de S ; un prisme horizontal ST ayant pour section oblique S ”

“ Nous concluions de ces principes que la pression d'un fluide sur chaque particule du vaisseau qui le contient, ou de toute autre surface, réelle ou imaginaire, en contact, est égale au poids d'une colonne du fluide, dont la base serait cette particule, et la hauteur sa distance à la surface du fluide. Ainsi, supposant un récipient d'un pied de profondeur , chaque pied carré de sa base supportera une pression égale à celle d'un pied cubique d'eau. ”

“ L'expérience prouve qu'il en est ainsi; si l'on plonge un corps, quelque léger, quelque irrégulier qu'il soit, dans un fluide, on voit par expérience qu'il n'a aucune tendance à se mouvoir soit à droite soit à gauche, pourvu que le fluide soit en repos, et qu'il n'éprouve aucune autre pression que celle du fluide lui-même.
274. La valeur effective de la pression horizontale sur une portion quelconque de la surface du corps, et en toute direction, peut se déterminer aisément. ”

“ Il suit de ce qui précède, que l'air dans lequel nous sommes plongés, ne doit pas, à raison de sa pression, quand il est en repos, tendre à nous mouvoir horizontalement dans une direction plutôt que dans une autre. Il nous presse également en toutes directions, et il en est ainsi dans chaque position où nous mettons nos corps, pendant que nous changeons de position; aussi, la pression fluide se remet si vite en équilibre, que nous ne nous apercevons pas que cet équilibre ait été troublé un seul instant. ”

“ La pression sur les palettes est égale à celle d'un courant qui contiendrait la même quantité d'eau et frapperait un obstacle fixe avec moitié de la vitesse, c'est-à-dire, celle du courant qui s'échappe de la roue, lequel doit être deux fois aussi profond ou aussi large que le courant primitif, puisque son mouvement est moitié moins rapide; or, nous savons qu'une
colonne d'eau d'un semblable courant, de deux fois la hauteur applicable à sa vitesse, ou bien de la moitié de la hauteur de la chute, est la mesure de la pression hydraulique ”

“ Or,cette pression exercée au milieu de la pièce est arbitraire dans certaines limites, et d'un autre côté elle ne peut varier sans entraîner une variation correspondante dans les réactions des appuis extrêmes : on
aura donc tant de systèmes de valeurs qu'on voudra pour les réactions inconnues, en satisfaisant toujours aux conditions générales de l'équilibre, de sorte qu'on ne peut savoir ainsi quel est celui qui existe réellement. ”

“ Si C restant le même, on ramène le point B vers A, en donnant à C B une obliquité plus considérable, C D sera diminué d'autant ; et le divisant, comme avant, en autant de parties qu'il y a d'unités dans W, chacune de ces parties sera moindre qu'avant ; le nombre de parties égales en A C sera donc plus grand en A C, et par conséquent le nombre d'unités de poids dans la pression sur A C deviendra plus grand ;
(1) La pression est la force qui, agissant sur la longueur d'une charpente, tend à la comprimer, à l'écraser; l'effort tend à l'allonger. ”

“ Le produit de la pression par le volume n'est plus constant, comme lorsque la température reste invariable, mais d'après une équation posée par Laplace 1, et confirmée par les recherches plus récentes, on trouve un produit constant en multipliant la pression par une puissance du volume, marquée par le rapport des deux chaleurs spécifiques. ”

“ Tout ce qui est poussé par un fluide, l'est toujours suivant la verticale qui passe par son centre de gravité.
On admettait ces deux principes comme démontrés par l'expérience, dans l'ouvrage que nous venons de citer et qui date de deux siècles avant J.-C. Dix -huit siècles se sont écoulés, et on y a ajouté un troisième principe, qui consiste dans l'égalité de pression en tous sens. En supposant qu'une pression quelconque soit appliquée en un point de la surface d'un liquide, elle se transmet également à tous les autres points du liquide. ”

“ Il paraît que la pression hydraulique de l'air est plus considérable que celle de l'eau, proportionnellement à sa densité, mais la cause n'en est pas bien connue. On a trouvé que l'impulsion perpendiculaire de l'air, sur
un plan, dépasse le poids d'une colonne d'air correspondante en hauteur à la vitesse; et quelques auteurs ont affirmé que cet excès était d'un tiers, d'autres de deux tiers. On convient aussi que la résistance est un peu plus grande pour une large surface, que pour un certain nombre de petites dont l'étendue réunie équivaudrait à la grande. ”

“ La réponse est facile : c'est que le poids du corps excède celui de l'air qu'il déplace. La pression vers le bas excède donc celle vers le haut ; et par conséquent nous ne nous apercevons que du poids. ”

“ Une des principales causes, écrit l'inventeur, des pertes de puissance vive qui ont lieu dans les récepteurs, c'est la vitesse que la pression imprime aux fluides. Les changements de section et de vitesse produisent des remous et des pertes de charge qui n'ont pas lieu quand les fluides agissent par pression et presque sans vitesse. ”

“ Si une partie du poids d'un fluide s'épuise à procurer le mouvement dans quelque direction que ce soit, sa pression sur le récipient diminue dans cette même direction, suivant une force égale; car la gravitation employée à engendrer la vitesse ne saurait eu même temps développer la pression ”

“ Conséquemment cette pression est augmentée d'un par l'addition du poids d'un pied, et le pied ensuite sera plus dense dans le même rapport, puisque la densité est toujours proportionnelle à la pression : celle-ci augmentée successivement , sera toujours égale à vingt-huit mille fois le poids d'un pied, dans l'ordre successif. ”

“ Mais comme l'énergie des différents filets qui s'écartent du corps se dépense en frottement du fluide, la pression est moins intense à
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l'arrière qu'à l'avant; et à la pression résultante qui se produit ainsi dans la direction du courant il faut ajouter la résultante du frottement direct du fluide contre la surface du corps solide.
Nous ne connaissons guère que d'une façon empirique les lois qui régissent la force qui s'exerce entre un courant et un corps solide. ”

“ Nous avons vu, en étudiant les effets de la pression atmosphérique sur les solides, que chaque centimètre de surface des corps plongés dans l'atmosphère à la surface terrestre , était soumis à une pression de 1k033, nous allons montrer maintenant qu'une infinité de phénomènes regardés autrefois comme merveilleux, ne sont autre chose que des conséquences nécessaires de cette pression sur les liquides. ”

“ Il est évident que la pression exercée sur chaque pouce carré de la paroi d'un vase, ou sur chaque pied carré de la rive d'un fleuve, augmente constamment à mesure qu'on avance vers le fond. Si nous voulions savoir la somme des pressions sur tous les points du rivage, il faudrait, pour y parvenir, prendre une profondeur moyenne, et ce serait la profondeur du point qui serait le centre de gravité de la surface, s'il était exprimé en poids. ”

“ On calculera ensuite la plus petite valeur que l'on
puisse donner à la tension t du brin conduit par la formule
qui revient à la règle suivante : Multipliez le rapport du frottement à la pression convenable pour les courroies ou cordes et les tambours, par le rapport de l'arc embrassé au rayon du tambour; élevez le nombre 2,718 à la puissance indiquée par le produit, du résultat retranchez l'unité, et par le reste, divisez la différence donnée des tensions t ou l'effort Q qui doit être exercé à la circonférence du tambour, - Le résultat sera la plus petite des deux tensions. ”

“ Lorsque l'enveloppe cylindrique est soumise à une pression extérieure, la section circulaire est encore une forme d'équilibre, mais d'équilibre instable, parce qu'une faible déformation de l'enveloppe tend à s'accroître sous l'action de la pression du dehors, tandis qu'elle tendrait à s'effacer sous l'action d'une pression intérieure. ”

“ La puissance énorme du coin tient snrtout à ce qu'il soit enfoncé par impact. La résistance sur ses côtés est de la nature de la pression; et l'on verra, dans la suite de cet ouvrage, combien est grand le moment d'impact pour une force de choc, quelque petite qu'elle soit. La séparation momentanée de la masse est rendue permanente par la poussée en avant du coin. ”