Pourquoi on peut facilement enfoncer une punaise dans une planche avec une main ?

Cet article introduit le concept de pression en physique en comparant le port d’un sac à dos et le port d’un fil mince. Il explique que, comme la surface de contact entre la pointe d’une punaise et une planche de bois est bien inférieure à celle entre la tête de la punaise et la main, la pression exercée sur la planche de bois est bien supérieure à celle exercée sur la main, ce qui permet à la main d’enfoncer facilement la punaise dans la planche de bois.

Pourquoi on peut facilement enfoncer une punaise dans une planche avec une main ?

Nous pouvons effectuer une petite expérience : mettre quelques livres dans notre sac à dos, environ 2 kilogrammes. Tout d’abord, attrapez la sangle du sac à dos avec vos mains et maintenez-le en l’air pendant une minute ou deux pour observer. Ensuite, attachez une ficelle assez fine (plus la ficelle est fine, mieux c’est) au sac à dos, puis soulevez le sac à dos en tenant la ficelle pendant une minute ou deux. Nous constaterons que soulever le sac à dos avec la ficelle est beaucoup plus fatigant pour nos mains que de le soulever avec la sangle. Dans les deux cas, bien que nous soulevions le même poids et que la force exercée sur nos mains soit la même, nos sensations sont différentes. La raison réside dans le fait que nos sensations (ou l’effet de la force) dépendent non seulement de la force, mais également de la surface sur laquelle elle agit. En physique, nous utilisons le concept de « pression » pour décrire cet effet. En termes simples, la pression est égale à la force divisée par la surface sur laquelle elle agit. Lorsque nous soulevons le sac à dos, bien que la force exercée sur nos mains soit la même, la surface sur laquelle elle agit est plus petite avec la ficelle qu’avec la sangle, donc la pression est plus forte et l’effet de la force est plus intense, ce qui rend le port de la ficelle très fatigant.

Si nous observons une punaise, nous constatons que la tête de la punaise qui est en contact avec notre main (le corps de la punaise) a une surface assez grande, tandis que l’extrémité qui est en contact avec le bois est un petit point. Lorsque nous appuyons sur la punaise avec notre main, la force exercée sur le bois est la même que celle exercée sur notre main, mais comme la surface de contact de la tête de la punaise avec notre main est cent fois plus grande que celle de la punaise avec le bois, la pression ressentie par le bois est cent fois plus forte que celle ressentie par notre main. C’est pourquoi nous pouvons facilement enfoncer la punaise dans le bois avec notre main.