Grand oral du bac : POIDS ET MESURES
Publié le 29/01/2019
Extrait du document
1983) repose sur la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299792458 seconde. C’est donc la vitesse de la lumière qui joue le rôle d’étalon de longueur. Cette vitesse est une des constantes de la nature les mieux connues, ce qui permet une exactitude fantastique.
Masse et poids
On parle le plus souvent du poids d’un objet: on dit, par exemple, que ce meuble pèse 40 kilos. En fait, il s’agit là d’un abus de langage. Si l’on veut être rigoureux, il faut dire que ce meuble est de 40 kilos. La masse mesure la quantité de matière contenue dans un objet; le poids est une force. La masse est un invariant, ce qui signifie qu’une masse donnée ne change pas suivant l’endroit où elle se trouve, tandis que le poids dépend de l’attraction de la pesanteur. Le poids d’un homme varie suivant qu’il se trouve sur la Lune ou sur Terre (il pèse moins sur la Lune car la gravitation y est plus faible), alors que sa masse reste la même.
Le poids est donc une force et, si l’on était tout à fait rigoureux, il conviendrait de l’exprimer non pas en kilogrammes mais en newtons, ou une
autre unité de force. Cependant, le poids est communément exprimé en kilogrammes et autres unités de masse.
Comme le mètre, le kilogramme est défini grâce à une barre métallique. C’est un cylindre de platine iridié qui est gardé au Bureau international des poids et mesures, au pavillon de Breteuil à Sèvres. Des copies sont conservées dans les bureaux des standards d’autres pays. Il existe aussi une définition plus spécifique appelée unité de masse atomique, valant 1/12 de la masse d’un atome de carbone 12.
La température
Parce que la température est la mesure de la quantité de chaleur, les étalons de température ne peuvent se présenter sous la même forme que les étalons de longueur et de masse. Dans les thermomètres, on utilise la variation d’une propriété physique pour déterminer la température du thermomètre et, par suite, celle des corps avec lesquels il est en équilibre thermique.
Sur l’échelle Fahrenheit, le point de congélation de l’eau est 32° (32 °F) et le point d’ébullition est 212°. Sur l’échelle Celsius, ces mêmes températures ont pour valeurs 0° et 100°. Comme il y a
100 degrés sur cette graduation, on l’appelle aussi centigrade.
Ces deux échelles sont des échelles usuelles, mais les utilisateurs scientifiques préfèrent l’échelle Kelvin (K), qui est l’unité du système international d’unités. C’est une échelle absolue sur laquelle on définit le zéro absolu (0 K), qui vaut —273,15 °C ; à cette température, l’agitation thermodynamique est nulle, mais il s’agit d’un point théorique, inaccessible bien que l’on puisse s’en approcher de très près.
«
1t
UJ
N
Poids
et mesures
Pour les utilisations de la vie courante, on dit sim
plement que le litre vaut 1000 cm3•
Les définitions des quantités changent souvent
pour des raisons pratiques ou pour obtenir une
précision accrue.
Aujourd'hui, les scientifiques et
' Le thermomètre à spirale est simple,
robuste, mais pas très précis.
Le bilame
en spirale est constitué de deux bandes
de métal qui se dilatent ou se contractent
en fonction de la température.
Le froid fait
se contracter/a bande intérieure plus fortement
que la bande extérieure, de telle sorte que
la spirale se tend, amenant l'aiguille vers
la gauche du cadran gradué.
Le processus
s'inverse avec l'augmentation de la température.
LE THERMOMÈTRE À SPIRALE
Le métal se refroidit.
.......
! Dans
un élevage a en batterie, les poules
pondeuses sont alimentées
par une nou11iture dûment
contrôlée.
Puis des tests
de nombreux organismes à travers le monde utili
sent le SJU -Système international d'unités -,
dont le siège se trouve à Sèvres, dans la banlieue
parisienne (c'est à cet endroit qu'est conservé le
mètre étalon).
Ce système est basé sur le système
MKS, qui a le mètre, le kilogramme et la seconde
comme unités fondamentales.
Cependant, ce système à vocation universelle
n'a pas fait disparaître toutes les unités de me
sure existantes et beaucoup de pays ou d'activités
ont maintenu leurs anciens systèmes.
La Grande
Bretagne est l'exemple le plus spectaculaire, bien
qu'elle ait adopté officiellement le SlU depuis
197 2.
Par exemple, la pinte de bière reste quasi
ment une institution nationale et il semble difficile
d'aller à l'encontre de traditions aussi fortes.
Cet exemple montre les deux niveaux d'uti
lisation des unités de mesure: le niveau quoti
dien et coutumier qui conserve les unités an
ciennes, et le niveau des échanges internatio
naux, standardisés, qui adopte le système inter
national d'unités.
' Les carcasses de viande sont
rapidement refroidies à l'aide
d'une unité frigorifique qui possède la
capacité d'abaisser/a température de 20 oc.
ci
ci de
routine sont menés sur des échantillons
d'œufs pour vérifier leurs qualité, taille et poids.
En Europe, les œufs sont calibrés par catégories
de poids depuis le n° 7 (moins de 45 g)
jusqu'au no 0 (plus de 75g).
Les unités et les standards
La mesure implique la comparaison entre une
quantité inconnue et des unités connues, le plus
souvent inscrites sur une échelle de mesure.
Par
exemple, la mesure des longueurs à l'aide d'une
règle est la comparaison visuelle d'une longueur
inconnue avec une série de marques exprimées
en centimètres, en pouces ou toute autre unité
de longueu r.
Mais comment fait le fabricant de
règles pour inscrire ces repères métriques correc
tement? Il se sert d'une règle déjà existante,
agréée, précise, qui a été établie à partir d'un éta
lon fondamental par des instituts de métrologie.
Ceux-ci ont pour fonction de conserver les éta
lons de mesure et de rechercher des définitions
toujours plus précises des unités.
La seconde est
' Pour prévenir une altération de la viande,
celle-ci doit être refroidie plus
doucement jusqu'à 1 oc.
Elle est alors stockée
dans une chambre froide à 0 oc (à droite)..
»
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