Le principe de Pascal est une loi de la mécanique des fluides formulée comme suit :
La pression exercée sur un liquide ou un gaz est transmise en tous points du fluide avec la même intensité dans toutes les directions. Dans les particules en contact avec le récipient, la direction de la pression exercée par le fluide sur le récipient est perpendiculaire à la surface du récipient.
La loi a été formulée par le scientifique français Blaise Pascal en 1653 (publiée en 1663).
Le principe de Pascal est une conséquence de la loi de conservation de l'énergie et est également valable pour les fluides compressibles et pour un fluide dans un champ de pesanteur. Cependant, dans un fluide en mouvement, ce principe ne peut pas être appliqué en règle générale.
La formule du principe de Pascal
La loi de Pascal est décrite par la formule de pression :
P = F/S
Où “P” est la pression exprimé en pascals, “F” est la force appliquée exprimée en newtons et “S” est la surface sur laquelle la force est appliquée exprimé en métres.
L’augmentation de la pression est due un aument fe la force ou une réduction de la surface.
La loi de Pascal expliquée
De cette formule on peut voir que lorsqu'un liquide est en contact avec deux surfaces différentes cela se répercute sur les forces appliquées sur chacune des surfaces.
Dans l'exemple de l'illustration, nous pouvons voir un fluide incompressible qui est en contact avec deux surfaces différentes.
Selon la loi de Pascal, nous savons que la pression en un point est égale à la pression appliquée au reste du liquide, donc la pression un et deux sont les mêmes.
Si on applique une force sur la petite piston on obtient une pression qui peut être compensée sur l'autre surface de l’autre piston. Du fait que la surface du deuxième piston est plus grande, le fluide exerce une force résultante plus importante sur la surface du fluide afin de maintenir le rapport entre la force et la surface.
L'expérience de Pascal
Dans l'expérience, qui porte également le nom de «paradoxe de Pascal» que en plus est un exemple de la méthode scientifique, Pascal a inséré une colonne a l’hauteur donnée de dix métres de long dans un tonneau rempli d'eau. A ce moment, Pascal a commencé à verser de l'eau dans le tube vertical jusqu'à ce qu'il remplisse le tube lui-même et a observé que l'eau cassait le baril en raison de l'intensité accumulée par la colonne d'eau.
Exemples du principe de Pascal
La loi de Pascal est à la base de nombreuses applications en génie mécanique que nous voyons au quotidien. Voici quelques exemples d'utilisation et d'applications du principe de Pascal :
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Les systèmes de freinage hydrauliques permettent de multiplier la force que nous exerçons sur le frein pour la transmettre aux roues.
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Les presses hydrauliques utilisent cette loi pour concentrer toute la pression sur un point afin d'effectuer un travail mécanique très concentré sur un point.
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Un élévateur hydraulique utilise le même principe pour pouvoir soulever une masse d'un poids considérable en exerçant très peu de force.
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Le bras d'une excavatrice utilise le principe de Pascal pour multiplier la force du moteur à la pelle.