Poids et mesures (Sciences & Techniques)
Publié le 22/02/2012
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domaines.
Les longueurs
Beaucoup d'unités de longueur étaient fondées sur les dimensions du corps humain.
Dans l'ancien temps, la mesure de référenceétait le pied : elle correspondait à la taille moyenne d'un pied adulte.
Le yard anglais représente la longueur moyenne d'un brastendu, depuis le milieu du dos jusqu'à l'extrémité des doigts.
Bien que ces unités donnent une idée générale des tailles, on voit que leur degré de précision est faible et qu'elles varient d'unindividu à l'autre.
La standardisation n'est pas possible dans ces conditions.
En 1305, le roi Édouard Ier d'Angleterre tenta de remédier à ces inconvénients en imposant une valeur unique au yard.
Ils'agissait d'une barre de fer divisée en trois pieds, chaque pied étant divisé à son tour en douze pouces.
Ce fut l'oeuvre d'unprécurseur puisque, à la fin du XIXe siècle, on réglementa le mètre en utilisant aussi une barre de métal, mais beaucoup plusprécise, étant composée de platine iridié - le platine allié à de l'iridium constitue un matériau extrêmement stable.
Les qualités decet alliage et les précautions prises pour sa conservation font que l'on possède un étalon très stable et presque indéformable.Jusqu'à l'avènement des méthodes métrologiques les plus récentes, c'était le meilleur outil de mesure dont on disposait.
Le mètre
Le mètre - l'unité SIU de longueur - est l'unité de base du système métrique, mis en place en France depuis 1791.
À l'origine, lemètre était défini comme la dix millionième partie de la distance entre le pôle Nord et l'équateur, le long d'une ligne passant parParis - le méridien de Paris.
Déterminer une telle distance était délicat et on préféra utiliser une barre de platine.
En 1960, lemètre fut redéfini par la longueur d'onde d'une radiation de l'atome de krypton 86.
La précision devenait alors considérable et leslaboratoires bien équipés pouvaient reconduire les mesures de façon identique, facteur important pour l'exactitude des mesures etleur comparaison.
Mais les scientifiques avaient besoin de plus de précision encore et la définition actuelle (depuis 1983) reposesur la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299792458 seconde.
C'est donc la vitessede la lumière qui joue le rôle d'étalon de longueur.
Cette vitesse est une des constantes de la nature les mieux connues, ce quipermet 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 delangage.
Si l'on veut être rigoureux, il faut dire que ce meuble est de 40 kilos.
La masse mesure la quantité de matière contenuedans un objet ; le poids est une force.
La masse est un invariant, ce qui signifie qu'une masse donnée ne change pas suivantl'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 setrouve 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 ennewtons, 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 Bureauinternational des poids et mesures, au pavillon de Breteuil à Sèvres.
Des copies sont conservées dans les bureaux des standardsd'autres pays.
Il existe aussi une définition plus spécifique appelée unité de masse atomique, valant 1/12 de la masse d'un atomede 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 lamême forme que les étalons de longueur et de masse.
Dans les thermomètres, on utilise la variation d'une propriété physique pourdéterminer 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, cesmêmes 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.
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