Pression, force et surface

Calculer la force résultante de la pression hydraulique d'un verin, ou bien la force résultante de la pression de l'eau sur une surface donnée, ou encore de la pression de l'air ou tout autre gaz sur une paroi.

Calcul de la force à partir de la pression et de la surface

Pression : 
Surface : 
Unité du résultat : 

 chiffre(s) après la virgule

Résultat :
Force : 
1 000,00 N
Pression, surface, force

Calcul de la pression à partir de la force et de la surface

Force : 
Surface : 
Unité du résultat : 

 chiffre(s) après la virgule

Résultat :
Pression : 
2,50 Bar

Calcul de la surface à partir de la pression et de la force

Pression : 
Force : 
Unité du résultat : 

 chiffre(s) après la virgule

Résultat :
Surface : 
1,00 cm²

Différence de pression


La force résultante est foction de la différence de pression
Force résultante sur une aile d'avion

La pression à prendre en compte doit être la différence de pression entre les deux faces. Il est bien évident que si les pressions en jeu sont élevées, mais que la différence de pression est faible, la force résultante ne sera proportionnelle qu'à cette différence.

C'est valable aussi bien dans un vérin hydraulique qu'au niveau de la portance des ailes d'un avion. C'est la différence de pression entre la face supérieure et la face inférieure des ailes qui engendre la portance d'un avion. La seule pression sous les ailes ou la seule dépression au-dessus ne suffisent pas à déterminer la force résultante.

Toujours dans le cas d'une aile d'avion, la dépression est en réalité une pression moindre que la pression atmosphérique environnante.


Force exercée par l'eau sur une paroi d'aquarium, d'un bassin ou d'une piscine

Voici une méthode pour calculer la force qui s'exerce sur les parois

  • 1 - Mesurer la hauteur d'eau en centimètres.
  • 2 - Mesurer la longueur ou la largeur (selon la paroi pour laquelle le calcul est désiré), toujours en centimètres.
  • 3 - Multiplier les deux valeurs entre elles. Le résultat correspond à la surface en centimètres carrés de la paroi verticale exposée à la pression de l'eau.
  • 4 - Reprendre la hauteur d'eau en centimètres et la diviser par 1020 pour obtenir la pression en Bar (Décanewton par centimètre carré).
  • 5 - Diviser par 2 s'il s'agit d'une paroi verticale, sinon laisser comme tel s'il s'agit du fond.
  • 6 - Multiplier le premier résultat par le deuxième pour obtenir la force en daN. La multiplier par 10 pour l'avoir en N.

La force en daN est à peu de choses près égale au poids en kilogrammes (rapport 9.81 à 10).

Deuxième méthode : Utiliser le module de calcul ci-dessous

Calcul de la force exercée par l'eau dans un aquarium, un bassin ou une piscine
Hauteur d'eau : 
 cm
Longueur de l'aquarium : 
 cm
Largeur de l'aquarium : 
 cm
Résultats :
Volume d'eau : 
250,0 litres
Pression exercée au fond : 
0,49 N par cm2
Force exercée sur le fond : 
2 452 N
Force sur les parois verticales longues: 
1 226 N
Soit une poussée de : 
125 kg
Force sur les parois verticales courtes: 
613 N
Soit une poussée de : 
63 kg

Il est à noter que ce dernier module de calcul est aussi utilisable pour une cuve de la forme d'un parallélépipède rectangle. Dans ce dernier cas, si le liquide stocké est différent de l'eau, il suffit de multiplier tous les résultats (sauf le volume) par la densité du liquide pour en obtenir les valeurs ajustées.

Liste des abréviations des unités de force, pression et surface

Unités de force

  • nN - Nanonewton
  • µN - Micronewton
  • mN - Millinewton
  • N - Newton - 1 newton est la force qui permet d'accélérer une masse de 1 kg de 1 m/s².
  • daN - Décanewton
  • kN - Kilonewton
  • MN - Méganewton
  • GN - Giganewton
  • pal - Poundal - force de 1 lb ft/s² soit 0.138254954376 N
  • lbf - Pound Force - livre-force ≈4,4482216 N
  • kip - unité impérial de force égale à 1000 lbf soit 4448,2216 N

Unités de pression

  • Pa - Pascal (newton par mètre carré)
  • Dyn/cm² - Dyne par centimètre carré (1 Dyne = 10 micronewton)
  • mBar - milliBar
  • Bar - Pression exercée par une force d'un décanewton sur un centimètre carré (env. 1kg par cm² - 1,019716213 précisément - )
  • Torr - Pression exercée par une colonne d'un millimètre de mercure.
  • Atm - Atmosphère, pression atmosphérique : 1013.25 milliBar ou 760 millimètres de mercure.
  • Psi - Pound-force per Square Inch, pression exercée par une livre sur un pouce carré.
  • Ksi - KiloPound per Square Inch, pression exercée par mille livres sur un pouce carré.

Unités de surface

  • nm² - Nanomètre carré
  • µm² - Micromètre carré
  • mm² - Millimètre carré
  • cm² - Centimètre carré
  • dm² - Décimètre carré
  • m² - Mètre carré
  • dam² - Décamètre carré
  • in² - Square inch - pouce carré = 6,4516 cm²
  • ft² - Square foot - pied carré = 929.0304 cm² ou 0.0929 m² (144 in²)
  • yd² - Square yard - verge carré = 0,83612736 m² (9 ft² ou 1296 in²)