Le système métrique et les unités de mesure (Travaux Pratiques Encadrés - Espaces pédagogiques interactifs)

« Quelques anciennes unités de mesure Unités de mesure Ligne et rectilignes de longueur infinie, de section circulaire négligeable et placés à une distance de 1 mètre l'un de l'autre dans le vide, produirait entre ces conducteurs une force égale à 2 x 10-7 newton par mètre.

Température : kelvin (K) • Le kelvin est une unité de température thermodynamique équiva lant à 1/273,16 de la température du point triple de l'eau (le point triple de l'eau est le seul état thermodynamique dans lequel peuvent coexister à l'équilibre les trois phases de l'eau).

• l'échelle Kelvin a les mêmes degrés que l'échelle Celsius couramment utilisée , mais son degré 0 correspond à -273 oc.

Quantité de matière : mole (mol) • La mole , abréviation de • molécule-gramme», est la quantité de matière d 'un système contenant autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans 0,012 kg de carbone .

Intensité lumineuse : candela (cd) • La candela (mot latin signifiant chandelle) est l'intensité lumineuse dans une direction donnée d'une source émettant un rayonnement monochromatique de fréquence 540 _ 1 012 hertz et dont l'intensité énergétique dans cette direction est de Équivalent en unités du système intenational 1/683 watt par stéradian (unité de mesure d'angle dans l'espace ).

Bureau international des poids et des mesures • l'uniformité mondiale des mesures est assurée par le Bureau international des poids et des mesures (BI PM).

• Fondé en 1875 , le BI PM organise des comparaisons internationales d 'étalons nationaux de mesure et effectue des étalonnages pour les États membres de la convention du mètre.

• Des réunions ont lieu tous les quatre ans pour décider d'éventuelles modifications à apporter au système de mesure .

RAPPORTS ENTRE UNITÉS Longueur Valeur par rapport au mètre Kilomètre 1 km=l ooom Hectomètre 1 hm= 100m Décamètre 1 dam= 10 rn Décimètre 1 dm=0,1 rn Centimètre 1 cm =0,01 rn Millimètre r---------------11 mm= 0,001 rn Préfixes de multiples et sous-multiples des unités 1 mille marin = 1 852 rn 1 double décimètre= 0,2 rn Surface 1------.----...-----1 Valeur par rapport au mètre carré Préfixe Fadeur Symbole téra- 1012 giga- 10' méga- 10' kilo- 10' hecto- 10' déca- 10 déci- 10"' centi- 10"' mi IIi- 10"' micro- 1o• na no- 1o·• pico- 10"" femto- 10"" T G M k da d rn ~ p f Kilomètre carré 1 km' = 1 ooo 000 m' Hectomètre carré ou hectare (ha) 1 hm' = 10 ooo m ' Décamètre carré ou are (a) 1 dam ' = 100 m ' Décimètre carré (dm ') 1 dm' = 0,01 m ' Centimètre carré (cm') 1 cm' = 0,000 1 m ' Millimètre carré (mm ') 1 mm ' = 0,000 001 m ' 1 hectare vaut 100 ares En France , 1 acre équivalait à environ 52 ares En Grande-Bretagn e et au Canada , 1 acre= 40,47 ares Volume • Bien que l'on parle couramment de • poids » , c 'est la masse qui est mesurée en kilogrammes et non le poids .

• Le poids est une force dont l'intensité est proportionnelle à la force de pesanteur.

Ainsi , si une masse donnée est invariable , le poids, lui, varie en fonction de la pesanteur .

Son unité de mesure est le newton (N).

Température • Température Kelvin= température Celsius+ 273,15 • Température Fahrenheit= 32 + 1,8 x température Celsiu s • Bien que l'unité de base de mesure de la température soit le kelvin (K), seuls les scientifiques utilisent l 'éche lle Kelvin et on mesure couramment la température en degrés Celsius (°C).

•l'échelle Fahrenheit (0F) est une ancienne échelle de mesure de la température (1720 ), encore en usage aux États-Unis .

• Zéro abso lu oK=- 273,15 oc (en théorie , température la plus basse possible ) .

• Température d 'ébullition de l'eau sous une pression de 1 atmosphère 1oo oc= 373 K = 212 °F.

• Température de congélation de l'eau sous une pression de 1 atmosphère o oc= 273 K = 32 °F.

AUTRES SYSTÈMES D'UNITÉS Le système anglo-saxon • La Grande-Bretagne , les pays du Commonwealth et les États-Unis ont adopté le système international de mesure .

• Toutefois , l'usage de certaine s anciennes unités , telles que foot (pied), inch (pouce) et pint (pinte), n'a pas encore été abandonné dans certains pays.

• Il existe des tableaux de conversion des unités du système anglo-saxon en unités du système international.

SYSTÈMES ABANDONNÉS Ces systèmes d'unités ont été utilisés temporairement mais ne sont plus légaux en France depuis 1962.

MGS (millimètre, gramme, seconde) • Ce système , proposé en 1832 par Karl Friedrich Gauss (astronome et mathématicien allemand , 1777-1855) , pour les unités électriques, est fondé sur le millimètre , le gramme et la seconde .

LES ÉCHE~LES DE TEMPERATURE • En 1854, à la suite des travaux du Français Sadi Carnot (1796-1832 ) et de l'Allemand Rud olf Clausiu s (1822-1888), l'éminen t savant britannique lord Kelvin définit une température «absolue» (ou thermodynamique) et montre l'existence d'un zéro absolu égal à-273, 15° C.

l'échelle de température absolue, graduée en kelvin (K), se déduit de l'échelle Celsius en ajoutant273,15.

• Le kelvin a été adopté comme unité de base du système international d'unités , mais, là encore, les Anglo­ Saxons se distinguent du reste du monde car ils utilisent comme échelle de température absolue l 'échelle Rankine , dont le degré (R) est égal aux 5 /9 du degré Celsius et qui se déduit de l'échelle Fahrenheit: température en R CGS (centimètre, gramme, seconde) ; température en K + 457,67.

• Ce système a été adopté en 1881 1--------------1 pour la mesure de petites quantités.

MKSA (mètre, kilogramme-masse, Il a été utilisé principalement par les seconde , ampère) scientifiques.

• Ce système est proposé en 1901 MTS (mètre, tonne, seconde) • Ce système est similaire au système CGS, mais a été proposé pour la mesure de grandes quantités .

Il a été légal en France de 1919 à 1961.

pour englober les unités électriques (électrost atiques et électromagnétiques) dans un seul système.

Il est adopté en 1935 par la Commission électrotechnique internationale .

l'ampère est une unité qui ne sera ajoutée qu'en 1950 .

Anciennes unités de mesure anglo-saxonnes Grandeur Longueur Surface Volume Masse Unité Inch (pouce) Yard Fathom (brasse) Pole Chain Mile Perch Acre US pin! (pinte) UKpint (pinte) US gallon UK gallon Barrel (baril) Ton (unité de volume) Grain Dr am Ounce (once) Pound (livre ) Quarter Ton (poids) Équivalence en Observations unités légales 0,025 4 rn Ne pas confondre avec 0,914 4 rn 1,828 8 rn 5,029 2 rn 20,116 8 rn 1 609,31 rn 25,293 m ' 4 046,8 m' 0,473 1 0,5681 3,7851 4,5461 158,981 1,132 m' 0,064 8 g 1 ,772 g 28,35 g 453,592 g 12,7 kg 1 001,6 kg l'ancien pouce français (0,027 rn) Foot (pied); 12 inches 0,304 8 rn Ne pas confondre avec l'ancien pied {0,32 5 rn) Ne pas confondre avec l'ancienne brasse (1,66 rn).

Furlong = 10 chains 201,168 rn Ne pas confondre avec le mille marin (international nautical mile), unité légale Ne pas confondre avec l'anc ien acre français, valant environ 52 ares (2 200 m ') É t ats-Unis.

Ne pas confondre avec l'ancienne pinte française.

Gran de-Bretagne .

Ne pas confondre avec l'ancienne pinte française (0,93 1).

États-Unis Grande-Bretagne et Canada Cette unité , le baril (bbl), est utilisée pour mesurer les volumes de pétrole Ne pas confondre avec l'ancien tonneau marin (2,83 m ') Vaut 31,103 g pour l'or et les autres métaux précieux.

Ne pas confondre avec l'ancie nne once française (30,594 g).

Ne pas confondre avec l'ancienne livre française (489,5 g) Ne pas confondre avec la tonne (1 000 kg) Température Fahrenheit T (F) = 32 + 1,8 x T (0C). »