Nous nous intéressons maintenant à la mécanique des fluides, afin de développer les connaissances nécessaires à l'étude de l'écoulement sanguin, les notions de débit volumique et de pression notamment. La connaissance de ces mécanismes permet par exemple de comprendre le fonctionnement du thermomètre à mercure.
Nous nous intéresserons pour démarrer à des fluides considérés comme parfaits (sans viscosité, sans frottements), afin de faciliter la compréhension et les calculs. Nous commencerons par l'étude de la statique des fluides.
La statique des fluides s'intéresse aux caractéristiques physiques des fluides au repos, sans mouvements.
La matière, à l'état macroscopique, se présente sous trois formes, qui diffèrent par leur compressibilité et leur organisation.
Une pression correspond à une force exercée sur une surface. Dans le cas de la thermodynamique, elle correspond au poids exercé par le fluide sur la surface. Elle est due aux chocs des particules ou des atomes sur la paroi. Il peut être intéressant de considérer sa formule sous une approche dimensionnelle pour s'entraîner aux analyses de dimensions qui sont souvent abordées pendant les concours de physique de PASS.
La pression atmosphérique (au niveau de la mer) correspond au poids de la colonne d'air sur la mer. Sa valeur, que ce soit en pascals, en bars ou encore en millimètres de mercure, est à connaître obligatoirement pour pouvoir répondre aux questions du concours de physique. Lorsque l'on descend sous le niveau de la mer, le poids de l'eau s'ajoute au poids de la colonne d'air, et la pression augmente.
Il est possible de faire évoluer l'expression littérale de la pression en remplaçant le poids par sa formule, afin de calculer la pression avec d'autres données. Nous réalisons une explication plus poussée et très mathématique de cette formule pour les élèves souhaitant comprendre d'où elle vient et ce qu'elle représente.
Nous terminons cette séance par une démonstration aboutissant à la relation fondamentale de l'hydrostatique, qu'il est indispensable de connaître et de maîtriser pour réaliser n'importe quel exercice d'hydrostatique.