Traite des noirs

Traite des noirs

Les mécaniciens et les ingénieurs utilisaient le système MKpS (mètre, kilogramme-poids et seconde) dans lequel la deuxième nité fondamentale est la force qui correspond au poids d’une masse de un kilogramme en un lieu où l’accélération de la pesanteur vaut 981 cm/s2. Selon leur humeur les gens exprimaient les forces en kilogrammespoids(kgp), en kilogrammes-force (kgf) voire en kilogrammes (kg). Dans mon livre de physique l’étude de la thermodynamique n’a posé aucun problème. Pour l’étude de l’électrostatique on utilisait le système UES-CGS (Unités électrostatiques CGS).

Dans ce système on écrit que la loi de Coulomb dans le vide est F = QI . Q2 / r2 . On considère donc que la permittivité du vide ECI) est égale à l’unité. Par contre pour Pétude du magnétisme on utilisait le système U EM-CGS (Unités électromagnétiques CGS). Dans ce système on considère que la perméabilité du vide (PO) est égale à l’unité. Dans les deux systèmes certaines unités sont très grandes et d’autres très petites et il apparaît de nombreux coefficients numériques dans les formules.

Il fallait connaître les unités de ces divers systèmes et faire les conversions entre les unités. Pourtant dès 1 905 le physicien italien Giorgi avait proposé d’utiliser le

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courant électrique comme uatrième grandeur fondamentale et pour les grandeurs mécaniques d’employer le mètre, le kilogramme et la seconde unités adaptées à la vie courante et aux travaux des physiciens. II donnait ainsi les bases du système MKSA. Petit à petit ce système à fini par s’imposer avec toutefois le problème de la rationalisation.

Dans de nombreuses formules de l’électricité apparait un facteur 411 qui est l’angle solide sous lequel d’un point on voit l’espace. Fallait-il faire apparaître ce terme dans les formules ou l’inclure dans les constantes ? Fallait-il prendre EO = 107 ou EO=4fl. 10-7? C’est finalement le système rationalisé qui s’est imposé pour devenir le système international ou SI qui est devenu le systè nce se 2 2 s’est imposé pour devenir le système international ou SI qui est devenu le système légal en France seulement en 1 961 .

Dans une relation entre grandeurs, on remplace chaque terme par la grandeur fondamentale correspondante L pour une longueur, M pour une masse, T pour un temps, pour une intensité électrique.. On obtient ainsi l’équation aux dimensions. Cette équation permet : • De déterminer l’unité composée d’une grandeur en fonction des randeurs fondamentales. • De tester si une formule est homogène. • De faire des conversions d’unités.

Exemple d’unité composée : De la formule : e = h. g t2, on tire la dimension de g- – LT-2 0 accélération en m. s-2. Homogénéité Des formules : h. m. v2. = rn. g. h on tire M. L. T-2. L 2-2 La dimension d’une énergie est donc : M. L . T Conversion d’unité : Pression p M. L. T-2. L-2 M. L-1. T-2. En CGS l’unité est la barye (dyne/cm2) En SI Punité est le pascal (newton/m2) Rapport des unités de masse : MSI/MCGS = 103 Rapport des unités de longueur LSI/LCGS – 102

Finalement : 1 pascal = 10 baryes Le système international d’unités Pour créer un système d’unités il faut définir des unités de base, leurs valeurs et définir 30F 12 été mis en place par la 1 le Conférence Générale des Poids et Mesures (CGPM) qui fixa en 1960 des règles pour les préfixes, les unités dérivées et d’autres indications. Le SI est fondé sur un choix de sept unités de base bien définies et considérées par convention comme indépendantes du point de vue dimensionnel : le mètre, le kilogramme, la seconde, l’ampère, le kelvin, la mole et la candela.

Les unités érivées sont formées en combinant les unités de base d’après les relations algébriques qui lient les grandeurs correspondantes. Les noms et les symboles de certaines de ces unités peuvent être remplacés par des noms et des symboles spéciaux qui peuvent être utilisés pour exprimer les noms et symboles d’autres unités dérivées. Tableau des unités fondamentales du SI Grandeur Nom Symbole Dimension Longue ur mètre 4 2 à 299 792 458 mètres par seconde exactement, co = 299 792 458 m/s.

Définition du kilogramme : Le kilogramme est l’unité de masse ; il est égal à la masse du rototype international du kilogramme ; Le terme poids désigne une grandeur de la même nature qu’une force ; le poids d’un corps est le produit de la masse de ce corps par l’accélération de la pesanteur ; en particulier, le poids normal d’un corps est le produit de la masse de ce corps par l’accélération normale de la pesanteur ; le nombre adopté dans le Service international des Poids et Mesures pour la valeur de l’accélération normale de la pesanteur est 980,665 cm/s2, nombre sanctionné déjà par quelques législations.

Le kilogramme est actuellement défini comme la masse d’un ylindre en platine iridié (90 % de platine et 10% d’iridium) de 39 mm de diamètre et 39 mm de haut déclaré unité SI de masse depuis 1889 par le Bureau international des poids et mesures (BPM). Cette unité de mesure est la dernière du SI à être définie au moyen d’un étalon matériel fabriqué par l’homme. Celui-ci est conservé sous trois cloches de verre scellées dont il n’est extrait que pour réaliser des étalonnages (opération qui n’a eu lieu que trois fois depuis sa création).

Définition de la seconde adoptée en 1967 La seconde est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation orrespondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium 133. Il en résulte que la fréque ition hyperfine de l’état s 2 fréquence de la transition hyperfine de l’état fondamental de l’atome de césium est égale à 9 192 631 770 hertz exactement, (hfs Cs) 9 192 631 770 HZ. Lors de sa session de 1 997, le Comité international a confirmé que Cette définition se réfère à un atome de césium au repos, à une température de O K.

Définition de rampère adoptée en 1948 L’ampère est l’intensité d’un courant constant qui, maintenu dans eux conducteurs parallèles, 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 . 10-7 newton par mètre de longueur. Il en résulte que la constante magnétique, aussi connue sous le nom de perméabilité du vide, est égale à 411. 10-7 henrys par mètre exactement, po = 411. 10-7 Hlm.

Définition du kelvin adoptée en 1967 e kelvin, unité de température thermodynamique, est la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l’eau. Il en résulte que la température thermodynamique du point triple de l’eau est égale à 273,16 kelvins exactement, Ttpw = 273,16 K. Définition de la mole La mole est la quantité de matière d’un système contenant autant dentités élémentaires qu’il y a d’atomes dans 0,012 kilogramme de carbone 12 ; son symbole est « mol Lorsqu’on emploie la mole lémentaires doivent être 6 2 particules ou des groupements spécifiés de telles particules.

Dans cette définition, il est entendu que l’on se réfère à des atomes de carbone 12 non liés, au repos et dans leur état fondamental. Il en résulte que la masse molaire du carbone 12 est égale à 0,012 kilogramme par mole exactement, M(12C) 12 g/mol. Définition de la candela adoptée en 1979 La candela est l’intensité lumineuse, dans une direction donnée, d’une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence 540 x 1012 hertz et dont l’intensité énergétique dans cette direction est 1/683 watt par stéradian.

Il en résulte que l’efficacité lumineuse spectrale d’un rayonnement monochromatique de fréquence 540 x 1012 hertz est égale à 683 lumens par watt soit K = 683 Imm = 683 cd sWVV. Grandeurs supplémentaires du système international Deux grandeurs supplémentaires ont été introduites pour assurer la cohérence du système Angle plan radian rad stéradian 2 =1852 m m-1 Masse volumique Symbole Autres unités légales kilogramme M. L-3 kilogramme par mètre cube kg. -3 gramme (g) 10-3 kg tonne (t) – 103 kg B2 pas adaptée à la vie courante. De ce fait on utilise toujours des unités hors système. Le bar ( 1 bar = 105 pascals) est très utilisé dans Pindustrie. ‘hectopascal est utilisé en météorologie. Il se trouve que le bar correspond pratiquement à la valeur de ‘atmosphère normale 1 atm 1,01325 105 Pa 1,01325 bar La pression atmosphérique a longtemps été mesurée avec des baromètres à mercure.