Systèmes d'unités, types et caractéristiques

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Simon Doyle
Systèmes d'unités, types et caractéristiques

Les systèmes unitaires Ils consistent en des ensembles de normes standard destinées à mesurer les différentes grandeurs utilisées en science et en ingénierie. Ils sont basés sur le modèle de quelques quantités considérées comme fondamentales, et le reste en est dérivé.

Il y a un avantage évident à unifier les critères en termes d'unités utilisées pour mesurer les grandeurs, car de cette manière une mesure donnée signifie la même chose pour tous les utilisateurs..

Verre gradué en millilitres et en onces, unités appartenant à différents systèmes d'unités. Source: PxHere.

Au niveau des travaux scientifiques, pour lesquels la prise de mesures est indispensable, le système métrique décimal, basé sur des puissances de 10, est utilisé depuis de nombreuses années, depuis sa création en France lors de la Révolution française..

La Conférence générale des poids et mesures, autorité internationale en la matière, proposa en 1960 la création de la Système International d'Unités, abrégé en SI, en français et en espagnol.

Ce système est basé sur le mètre (m) pour mesurer la longueur, le kilogramme (kg) pour mesurer la masse et la seconde pour le temps.

La longueur, la masse et le temps sont les trois grandeurs fondamentales de la mécanique, mais quatre autres grandeurs sont considérées comme fondamentales: le courant électrique, la température, l'intensité lumineuse et la quantité de substance..

Cependant, il existe d'autres systèmes d'unités qui continuent d'être fréquemment utilisés, soit pour des raisons historiques, par habitude ou parce qu'ils facilitent en quelque sorte certains calculs dans certains domaines d'activité..

Bien que le système international soit établi dans la plupart des pays du monde, aux États-Unis, le Myanmar (anciennement la Birmanie) et le Libéria (Afrique de l'Ouest) continuent d'utiliser leur propre système d'unités..

Index des articles

  • 1 système métrique
  • 2 Système international d'unités (SI)
    • 2.1 - Unités de base du système international
  • 3 Système d'unités cégésimal ou c.g.s
    • 3.1 - Unités de base du système cegesimal
    • 3.2 - Unités dérivées du système cegesimal
  • 4 Système technique d'unités
    • 4.1 - Unités fondamentales du système technique
    • 4.2 - Unités dérivées du système technique
  • 5 système d'unités britannique
    • 5.1 - Unités de base du système britannique
    • 5.2 - Unités dérivées du système britannique
  • 6 Références

Système métrique

Ce système constitue la base du Système international d'unités et mesure la longueur, la superficie, le volume, la capacité et la masse. Comprend l'unité de base plus les multiples et sous-multiples correspondants.

Les unités de base sont:

-Longueur: métro

-Surface: métrodeux

-Le volume: métro3

-Capacité: litre

-Masse: kilogrammes

En plus de l'unité de base, il existe des multiples et des sous-multiples, dont certains sont illustrés dans la figure ci-dessous, avec le préfixe respectif. Le schéma suivant est valable lorsque l'unité de base est le mètre, le litre ou le kilogramme.

Système métrique décimal, multiples et sous-multiples. Source: F. Zapata.

Pour passer d'un multiple à celui qui suit vers la droite, multipliez la quantité par 10. Par exemple, une mesure de 5 mètres équivaut à 50 décimètres, 500 centimètres et 5000 millimètres..

Au lieu de cela, pour passer d'un multiple à celui qui suit à sa gauche, divisez la quantité par 10. La même mesure de 5 mètres équivaut à 0,5 décamètre, 0,05 hectomètre ou 0,0005 kilomètre.

Système international d'unités (SI)

Le système international d'unités est basé sur le système métrique décimal et sur l'ensemble de mesures appelé le système MKS, les initiales du mètre, du kilogramme et de la seconde.

Ce système est accepté par la communauté scientifique du monde entier pour communiquer les résultats de la grande majorité de ses expériences, bien que des unités d'autres systèmes soient également utilisées pour des raisons historiques ou pratiques..

- Unités de base du système international

Unités de base du système international. Source: Dono / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Métro

Il est défini en termes de vitesse de la lumière comme la distance parcourue par la lumière dans le vide pendant un intervalle de temps de 1/299 792 458 secondes.

Deuxième

C'est le temps qu'une oscillation de la transition atomique dure entre deux niveaux de l'atome de Césium-133 et multipliée par 9192631770.

Kilogramme

Depuis mai 2019, le kilogramme a une nouvelle définition basée sur la constante de Planck, notée h et dont la valeur est:

h = 6 626 070 040 x 10-3. 4 kg mdeux s -1

Comme on peut le voir, la constante de Planck implique les deux autres grandeurs fondamentales: la longueur et le temps. Le compteur et le second sont définis comme expliqué ci-dessus.

Ampère

Il est utilisé pour mesurer l'intensité du courant.

Kelvin

C'est l'unité SI pour la température.

Bougie

Utilisé pour mesurer l'intensité lumineuse.

Mol

La taupe est égale à 6,022 x 102. 3 particules élémentaires de substance.

Système d'unités cégésimal ou c.g.s

Ce système, proposé par Gauss au début du 19e siècle, a été utilisé par les scientifiques jusque dans le 20e siècle. Des initiales respectives des unités de base vient le nom de c.g.s: centimètre, gramme et seconde.

- Unités de base du système cegesimal

Centimètre

Cette unité fait partie du système décimal métrique et est égale à un centième de mètre.

1 cm = 1 x 10 -deux m

Gramme

C'est l'unité de base de masse, équivalente à un millième de kilogramme:

1 g = 1 x 10 -3 kg

Deuxième

Il est défini de la même manière que dans le SI.

- Unités dérivées du système cegesimal

Les unités mentionnées correspondent aux grandeurs fondamentales utilisées en mécanique. Certaines des grandeurs considérées comme fondamentales dans le système international SI sont définies par d'autres dans le système c.g.s..

Par exemple, le courant électrique est défini à travers le champ magnétique, mais l'avantage du c.g.s. en électromagnétisme, c'est que les équations sont simplifiées, car la plupart des constantes présentes dans le SI n'apparaissent pas.

Voici quelques-unes des unités dérivées les plus populaires du système c.g.s:

Fille

L'accélération est mesurée avec cet appareil. 1 Gal équivaut à 1 cm / sdeux.

Dyne

C'est l'unité de force et est définie comme la force qui doit être appliquée à un objet de masse 1 g pour qu'il acquière une accélération de 1 Gal.

Erg

L'erg est utilisé pour le travail et équivaut à 1 x 10-7 joules.

Baria

Équivaut à un dyne par cmdeux et est utilisé pour la mesure de la pression.

Gauss

Cette unité est bien connue pour le gaussmètre, l'appareil utilisé pour mesurer l'intensité du champ magnétique. La Tesla (T) est l'unité SI, mais elle est assez grande, donc pour les intensités qui sont traitées dans de nombreux laboratoires, le gauss, abrégé G, qui vaut 10-4 T.

Système technique d'unités

Ce n'est pas un système d'unités au sens formel.

- Unités fondamentales du système technique

Longueur / distance

L'unité est le mètre, symbole m.

La météo

L'unité est la seconde, du symbole s.

Obliger

L'unité est le kilogramme-force, en abrégé kg-f, également appelé kilopond (kp).

La définition formelle de kg-f est la suivante:

1 kg-f est la force avec laquelle la Terre attire en son centre un objet dont la masse est de 1 kg et qui se trouve au niveau de la mer et à 45 ° de latitude nord.

Température

L'unité est le degré centigrade, qui est l'unité pour une utilisation quotidienne et la température de laboratoire dans de nombreux pays..

Il a été créé par l'astronome suédois Anders Celsius (1701-1744) et utilise comme références le point de congélation et le point d'ébullition de l'eau. L'équivalence avec le système international est: 273,15 K = 0 ºC

- Unités dérivées du système technique

Les unités mentionnées dans la section précédente sont considérées comme les unités fondamentales de ce système. Comme avec le système c.g.s., il existe une multitude d'unités dérivées.

Voyons quelques-uns des plus importants:

Masse

Pour la masse, ce système utilise l'unité appelée u.t.m ou unité technique de masse, qui est défini en fonction de la deuxième loi de Newton, F = ma comme:

m = F / a

Ainsi, a u.t.m est la masse qui acquiert une accélération de 1 m / sdeux lorsqu'une force de 1 kg-f lui est appliquée et équivaut à 9,8 kg dans le système international.

Énergie et chaleur

Le kilogramme ou kilopondimètre est utilisé, ce qui équivaut à 1 kg-force⋅m. Son équivalent en SI est:

1 kilopondimètre = 9,81 joule.

Contrairement à d'autres systèmes, le système technique dispose d'une unité de chaleur, en plus de celle utilisée pour l'énergie: la calorie. Il est également courant d'utiliser la kilocalorie.

1 calorie = 4,1868 joule.

Pouvoir

Pour la puissance le puissance, CV abrégé, ce qui équivaut à 735,5 watts.

Système d'unités britannique

Il a longtemps été utilisé dans les pays anglophones. Aujourd'hui, le Royaume-Uni travaille également avec le système international, mais les États-Unis sont l'un des rares pays à ne pas encore migrer vers l'IS.

Pour les quantités fondamentales de longueur et de temps, le pied et le second sont utilisés respectivement, bien qu'il soit fréquent d'utiliser la verge, le pouce et le mile pour les longueurs..

En termes de masse, il existe également de nombreuses unités et de petites différences de part et d'autre de l'Atlantique..

En ingénierie, le limace comme unité de masse. Il fait partie du système pied-livre-seconde (pieds-livre-seconde) ou FPS, qui, par analogie avec le système technique, travaille avec la force et à partir d'elle définit l'unité de masse.

- Unités de base du système britannique

Le pied

C'est l'unité de longueur du système britannique et est égale à 0,3048 m.

Livre-force (broyer)

C'est l'unité de force, par analogie avec le système technique décrit ci-dessus. Son équivalent en SI est calculé par:

1 livre = 4,44822 N

Deuxième

Sa définition est la même dans tous les systèmes.

- Unités dérivées du système britannique

Comme pour les autres systèmes d'unités, il existe de nombreuses quantités dont les unités sont dérivées des unités de base. Voici quelques-uns des plus connus:

limace

le limace est défini de manière analogue à u.t.m.

Une limace est la masse telle qu'elle acquiert une accélération de 1 ft / sdeux lorsqu'il est soumis à une force de 1 livre-force. Équivaut à environ 14,59 kg.

Unités de vitesse et d'accélération

Pour la vitesse et l'accélération, le pied / s (ft / s) et le pied / s sont utilisés respectivementdeux (pi / sdeux). Ainsi, par exemple, l'accélération de la gravité dans ces unités est de 32 ft / sdeux.

Unités de pression

La pression, qui est définie comme la force par unité de surface, est une quantité dérivée exprimée en plusieurs unités. Dans le système britannique, ce serait nous avons la livre / pieddeux ou lb-force / ftdeux.

Une autre unité très courante en ingénierie pour mesurer la pression est le psi ou lb-force / poucedeux.

Les références

  1. Figueroa, D. (2005). Série: Physique pour la science et l'ingénierie. Volume 1. Cinématique. Edité par Douglas Figueroa (USB).
  2. Giancoli, D. 2006. Physique: principes avec applications. 6e. Salle des Prentices Ed.
  3. Mott, R. 2006. Mécanique des fluides. 4ème. Édition. Éducation Pearson.
  4. Splash Learn. Qu'est-ce que le système métrique, définition avec exemples. Récupéré de: splashlearn.com.
  5. Toute la science. Physique, objectifs, grandeurs et mesures. Récupéré de: francesphysics.blogspot.com.
  6. Wikipédia. Système de mesure. Récupéré de: en.wikipedia.org.
  7. Wikipédia. Système technique d'unités. Récupéré de: es.wikipedia.org.
  8. Wikipédia. Système d'unités Cegesimal. Récupéré de: es.wikipedia.org.

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