Les pressions
Vous savez ce qui arrive lorsque vous marchez sur une épaisse couche de neige recouverte d'une croûte glacée. Vous enfoncez jusqu'aux genoux à travers la croûte. Cependant, si vous portez des raquettes ou des skis, rien de tel ne vous arrive. Vous savez pourtant que les raquettes et les skis n'amoindrissent pas votre poids — ils ne font que le répartir sur une plus grande surface. De ce fait, ils diminuent la pression qui s'applique à un point donné de la surface de la neige. Si vous pesez 160 livres, ce poids — cette force — se trouve plus ou moins uniformément répartie par la surface de vos semelles quand vous marchez. Les semelles moyennes ont une superficie de quelque 60 pouces carrés. Chacun de ces pouces carrés doit donc porter 160 / 60 = 2.6 livres de votre poids. Lorsque la croûte de neige ne peut porter 2.6 livres par pouce carré de sa surface, vous enfoncez.
Mais lorsque vous portez des raquettes, votre poids se trouve réparti sur une surface d'environ 900 pouces carrés, tout dépend, cela va de soi, de la dimension de chaque raquette. La force qui s'applique contre chacun de ces pouces carrés n'est plus maintenant que de 160 / 900 = 0.18 livre, de sorte que la pression que doit supporter chaque pouce carré de neige étant beaucoup moindre, vous ne pouvez plus enfoncer.
La pression est la force répartie sur une surface donnée. Elle se mesure en livres par pouce carré, en anglais psi (pounds per square inch). En vous munissant de raquettes, votre poids n'exerce plus qu'une pression de 0.18 de livre par pouce carré. Pour calculer quelle est la pression, on divise la force par la surface sur laquelle elle s'applique. La formule à cette fin est
ou
Afin de constater comment cette formule s'applique, nous allons nous en servir pour résoudre un problème d'ordre pratique. Un réservoir destiné à garder l'eau potable est long de 10 pieds, large de 6 pieds et profond de 4 pieds. Par conséquent, il peut contenir 10 X 6x4, soit 240 pieds cubes d'eau. Chaque pied cube d'eau pèse 62.5 livres. La force totale qui aura tendance à faire fléchir le fond du réservoir sous le poids de son contenu sera donc de 240 X 62.5, ou de 15,000 livres. Quelle pression s'exercera, dans ces conditions, contre chaque pouce carré du fond du réservoir ?
Du fait que le poids de l'eau est uniformément distribué sur la surface du fond, il suffit d'appliquer la formule:
Maintenant, prenons le problème en sens opposé. Nous vivons tous au fond d'un vaste océan aérien qui entoure la terre. Par le fait que cet air a un poids, car la force d'attraction se fait aussi sentir sur l'air, la pression de l'air s'exerce sur tous les objets qu'il entoure. Au niveau de la mer, cette pression est d'environ 15 livres au pouce carré, mais elle diminue à mesure qu'on s'élève.
Si vous voulez bien marquer sur votre poitrine une surface d'un pied carré, essayez, maintenant, de trouver quelle pression l'air exerce sur chaque pouce carré de la surface de votre corps. La formule:
