Universit Pierre et Marie Curie

Rollinde

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Universit Pierre et Marie Curie

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• Langue: Français

Extrait

Université Pierre et Marie Curie

Prof. : Emmanuel Rollinde

Notes de cours : UE LP101B

Force, mouvement et équilibre

Chapitre 1 Avant propos : mesure et unités

La physique a pour vocation de décrire la Nature. Elle utilise pour cela différents outils, parmi

lesquels on trouve :

- la mesure de grandeurs physiques

- la mise en place de relation entre ces grandeurs

La mesure

est la détermination d’une grandeur particulière grâce à un étalon ou une

unité

.

Le résultat de la mesure physique s'exprime en termes de multiple de l'étalon (un

nombre réel

multipliant l'unité). Pour cela, des étalons de mesure ont été créés au fur et à mesure de

l’Histoire. Ainsi, on mesurait les longueurs d’un objet en le comparant à la taille d’un autre

objet (un pied par exemple). Puis, on a créé des objets de référence (les étalons) qui

mesuraient (par convention) un mètre ou qui pesaient un kilo.

La mesure du

temps

est plus compliquée, car aucun objet ne s’y rattache… Il fallait donc

trouver un phénomène naturel qui donne un étalon du temps. On peut penser au jour, à

l’année etc… mais ce ne sont pas des phénomènes que l’on peut comparer avec une grande

précision (quand commencent-ils, finissent-ils ?). La découverte de la radioactivité, et la

compréhension de la statistique, a permis de trouver un phénomène qui dure

toujours

exactement le même temps : la décroissance radioactive. « La seconde est la durée de

9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les niveaux

hyperfins F=3 et F=4 de l’état fondamental

6

S

½

de l’atome de césium 133

. »

On peut mesurer directement des longueurs, des masses, des secondes, et des charges. La

charge correspondant à un certain nombre d’électrons. Son unité est le coulomb.

D’autres phénomènes sont plus compliqués et ne correspondent pas à une mesure directe

(accélération, choc, réchauffement…). Le but de la physique est de décrire un phénomène

observé

(variation de la position, de la vitesse, de la forme d’un objet…) et de construire des

nouvelles quantités physiques (donc de nouvelles unités) qui permettent de

prédire

ces

phénomènes (ici, les forces puis l’énergie) à l’aide de relations mathématiques (loi de

Newton).

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