Activité 3 : Unités et conversions d’unités En physique, il est important : 

Activité 3 : Unités et conversions d’unités

En physique, il est important :

 Connaître les unités usuelles.

 Savoir convertir ces unités.

1/ La même référence pour tous : Le Système International d’unité (SI)

Le système international (LEGAL) d’unités comprend sept unités fondamentales et des unités dérivées.

 Unités fondamentales

Grandeur

^{Ecriture Unité Symbole Remarque}

LONGUEUR

L

mètre m

MASSE

M

kilogramme kg

DUREE

t

seconde s

INTENSITE DU COURANT

A

ampère A

QUANTITE DE MATIERE

n

^{mole mol}

TEMPERATURE ABSOLUE

T

Kelvin K 1 K = 1°C

INTENSITE LUMINEUSE

I

Candela cd

 Unités dérivées (elles ne sont pas toutes données)

Grandeur

^{Ecriture Unité Symbole Remarque}

ACCELERATION

a

mètre par s² m.s^-2

CHAMP ELECTRIQUE

E

Volt par mètre V.m^-1

CHAMP MAGNETIQUE

B

Tesla T

CONCENTRATION MOLAIRE

[ ]

mole par m³ mol.m^-3

TENSION

U

Volt V

ENERGIE

E, W

Joule J

FORCE F ^{Newton N}

FREQUENCE

f Hertz

^{Hz ou s-1}

PRESSION

p Pascal

^{Pa 1 bar = 105 Pa}

PUISSANCE

P Watt

^W

RESISTANCE

R Ohm



VITESSE

v mètre par s m.s

^-1

MASSE VOLUMIQUE 

Kilogramme/m

³

Kg.m

^-3

SURFACE

S Mètre carré m²

VOLUME

V

Mètre cube

m

³

 Multiples et sous-multiples

 Multiples et sous-multiples sous forme de tableau

 Tableau de conversion des volumes et des capacités.

Unité de volume dam³ m³ dm³ cm³

Unité de capacité ML kL hL daL L dL cL mL

Nom de la capacité Mégalitre Kilolitre Hectolitre Décalitre Litre Décilitre centilitre millilitre

Le volume d’un liquide représente l’espace occupé dans le récipient : c’est ce qu’il contient.

La capacité d’un récipient est son espace intérieur : c’est ce qu’il peut contenir.

 Tableau de conversion des surfaces

2/ Applications

A/ Conversions d’unités

Exercice 1 : En utilisant les tableaux de conversions, convertis les nombres suivants.

3.6 mg = g 15.5 cm² = m 7.9 µW = W 24.5 mL = cm³ 3355 mm³ = L 0.0006 mm = m

345,6 L = m³ 1.23 cm = µm 1013 hPa = Pa 19 hm² = m²

36,5 m³ = L 3 GW = kW 42,5 t (tonne) = kg 128.6 MJ = kJ

Exercice 2 : Savoir écrire un résultat scientifique dans une unité adaptée et donner un ordre de grandeur

Complète le tableau en suivant l’exemple.

La dernière colonne est consacrée à l’ordre de grandeur : c’est la puissance de 10 la plus proche de nombre. Un ordre de grandeur permet de donner une idée de l’importance d’une grandeur.

Distances dans l’univers

Longueur en m Ecriture scientifique en m

Expression de la distance avec le multiple ou sous multiple adapté

Ordre de grandeur

(en mètres) Rayon de la Terre 6 371 000 6,371 x 10⁶ m 6371 km ou 6,371 Mm 10⁷ m Diamètre de la

Terre

12 742 000 Distance Terre-

Lune

384 566 000 Distance Terre-

Soleil

149 597 000 000 Distance Terre

Alpha du Centaure

404 000 00 000 000 000 Taille d’un atome

de sodium

0.000 000 000 360 Diamètre d’un

cheveu

0.000 060 Taille d’un noyau

d’hélium

0.000 000 000 000 0012 Unité de

surface

km² hm² dam² m² dm² cm² mm²

Autre unité utilisée

ha hectare

a are

ca centiare

Exercice 3 : Des unités courantes en physique.

En physique, nous avons souvent l’habitude d’utiliser les unités les plus adaptées pour exprimer un résultat.

Les physiciens n’utilisent pas à en introduire de nouvelles.

1/ L’année de lumière (a.l) est définie comme la distance parcourue par la lumière en une année dans le vide Sachant que v = 3 x 10⁸ m.s^-1, calcule la valeur d’une année de lumière en m.

A quoi peut bien servir une telle unité ?

2/ L’unité astronomique est définie comme la distance entre la Terre et le Soleil. (1 u.a = 149 597 870 000 m) Sachant que Pluton est située à 4,498 253×10¹² m du soleil, exprimer cette distance en unités astronomique.

3/ Convertis une année de lumière en unité astronomique.

B/ Retrouver une unité en utilisant l’expression

Quand on ne connait plus l’unité d’une grandeur physique, il suffit de regarder son expression : Exemple

Grandeur dont on ne connait plus l’unité

Expression Quelles sont les unités dans l’expression de la

vitesse ?

Poser l’expression avec les symboles des

unités

Vitesse v v = d

t d en mètre (m)

t en seconde (s)

m

s ou m.s^-1 Exercice 4 : Utilise cette même méthode pour retrouver l’unité des grandeurs suivantes :

Grandeur dont on ne connait plus

l’unité

Expression Quelles sont les unités dans l’expression de la

vitesse

Poser l’expression avec les symboles

des unités

Quelle est l’unité SI de

cette grandeur ?

Puissance P P = U x I

Pression p p = F

S

Masse volumique   = m

V

Résistance R R = U

I

Fréquence f f = 

T

Energie E E = P

t

Energie E E = ½ m x v²

Concentration massique c

c = m V Champ électrique E E = U

d

Tableau de conversion universel (de peta(10¹⁵) à femto (10^-15))

peta téra giga méga kilo hecto Deca

Unité de base : mètre, Litre, gramme, newton, pascal, watt, joule

Déci Centi Milli micro Nano pico femto

1015 1014 1013 1012 1011 1010 109 108 107 106 105 104 103 102 101 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14 10-15