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Notions de physique - Systèmes d'unités

SYSTEMES d'UNITES

Pour aborder l’hydrostatique et l’hydrodynamique nous devons choisir des unités de mesure, mais lesquelles ?

Les plus anciens, parmi nous, ont connu trois systèmes d’unités et même un quatrième, qui ont cohabité jusqu’en 1961. Nous allons les revoir brièvement pour mémoire, puis nous les oublierons… définitivement ?

 

SYSTEME

unité de nom de l'unité définition relations avec le
Système International
     

MKS

masse kilogramme 1kg = 1kgp/9,81 = 0,102kgp  
mètre
   kilogramme
  seconde
force kilogramme/poids
nous avons
force=poids
force qui appliquée à une masse de 1 kg lui communique une accélération de 9,81m/s2, soit l'accélération donnée par la gravité terrestre (pesanteur) 1 kgp = 9,81 N
créé en 1795, basé
sur le système métrique, c'était le premier système d'unités international
travail kilogrammètre
kgm

travail fourni par 1kgp qui déplace son point d'application de 1m dans sa direction 1kgm = 9,81 J
puissance kgm par seconde puissance délivrée par un travail de 1kgm par seconde 1kgm/s=9,81 W
pression kgp/m2 force de 1kgp appliquée sur 1m²
1kgp/m² = 9,81 Pa
     

CGS

masse gramme    
centimètre
gramme
seconde
force dyne force qui déplace une masse de 1 gramme avec une accélération de 1cm par seconde à la seconde (1cm/s2) 1 dyne=10-5 N
créé en 1881 et adopté par les physiciens travail ou
énergie

erg travail fourni par 1 dyne qui déplace son point d'application de 1cm dans sa direction 1 erg=10-7 J
  puissance erg/s puissance délivrée par un travail de 1 erg par seconde 1 erg/s=10-7 W
  pression

multiples
barye

millibar
bar

force de 1 dyne appliquée sur une surface de 1cm²
1 millibar = 103 barye
1 bar = 106 barye
1barye=10-1 Pa
1millibar=100Pa
1 bar=105 Pa
     

MTS

masse tonne    
mètre
tonne 
    seconde
force sthène force qui déplace une masse de 1 tonne avec une accélération de 1m par seconde à la seconde (1m/s²) 1 sthène= 103 N
créé en 1919 et
destiné à l'industrie
 travail  kilojoule    kJ     travail fourni par une force de 1 sthène qui déplace son point d'application de 1 m dans sa propre direction
 1 kJ = 103 J
   puissance  kilowatt     kW     puissance délivrée par un travail de 1 kJ par seconde
 1 kW = 103 W
   pression  pièze        pz  force de 1sthène uniformément appliquée à une surface de 1 m2  1 pz = 103 Pa
  multiple hectopièze   hpz    1 hpz = 100 pièze 1 hpz = 103 hPa             = 1 bar
     

MKSA

masse kilogramme   kg    
mètre
    kilogramme seconde
ampère
force   newton      N force qui déplace une masse de 1kg avec une accélération de 1m/s²  
 créé en 1946 travail   joule          J travail fourni par une force de 1 N qui déplace son point d'application de 1m dans sa propre direction  
  puissance   watt             W puissance délivrée par un travail de 1 J par seconde  
  multiples  hectowatt  hW
 kilowatt     kW
 megawatt  MW
 gigawatt    GW
 terawatt     TW
 
 1 hW = 100 W
(tombé en désuétude)
 1 kW = 1 000 W
 1 MW = 1 000 kW
 1 GW = 1 000 MW = 106 kW
 1 TW = 1 000 GW = 109 kW
 
 
  énergie  watt/heure  Wh  1 Wh = 3 600 J = énergie fournie par 1 W pendant 1 heure  
  multiples    1 kWh = 1 000 Wh
 1 MWh = 1 000 kWh
 1 GWh = 1 000 MWh = 106kWh
 1 TWh = 1 000 GWh = 109kWh
 
  pression   pascal         Pa force de 1 N uniformément appliquée à une surface de 1m2  
  multiples                    hPa  1 hPa = 100Pa  
                       MPa  1MPa = 106Pa  
     

S I

le Système International, adopté en 1961, il reprend les unités du MKSA
system_unites.jpg
le SI introduit l'unité de masse volumique: kg par m3
1 kg/m3  = masse volumique d'un corps homogène dont la masse est de 1kg et le volume de 1m3
 
 
 
et redéfinit le pascal :
Unités de pression : le pascal    1 Pa = pression uniforme qui agissant sur une surface plane de 1 m2, exerce perpendiculairement à cette surface une force totale de 1 N .
On peut rappeler deux unités inclassables, très usitées dans le passé, l’atmosphère et le cheval-vapeur.
 L’atmosphère ainsi nommée par analogie avec la pression atmosphérique, au niveau de la mer.
L’atmosphère correspond au poids d’une colonne de mercure de 1cm2 de section et de 760 mm de hauteur, soit :1033,6 grammes, l’accélération à laquelle est soumise la masse de mercure est de 9,81m/s2 , comme dans le vieux système MKS.
Cette unité de pression était utilisée dans le monde des chaudières à vapeur et par les sous-mariniers, sa valeur étant proche de la pression exercée par un palier de 10m de profondeur dans l’eau.
Traduite dans le système M.K.S.A. :  1 atmosphère correspond à : 1,0336 x 9,81= 101 300 Pa = 1,013 bar
et 1 millibar = 760 : 1 013 = 0,75mm de hauteur de mercure.
Le mm de Hg est l’unité de mesure de la pression sanguine, 1mm de Hg = 133,33 Pa
 
Le cheval (ch) ou cheval-vapeur (CV) est basé sur la valeur empirique de 75 kg. C’était la puissance développée par un cheval hissant verticalement une masse de 75 kg à la vitesse de 1m/s.
Relation avec le système M.K.S.A, sachant que 1 kgp = 9,81 N : 1 ch = 75 x 9,81 N par s = 736 W ou 0,736 kW
Normalement proscrite cette unité est toujours utilisée dans le monde de l’automobile, y compris officiellement par l’Administration.




 


Date de création : 30/07/2008 . 11:59
Dernière modification : 20/11/2011 . 22:30
Catégorie : Notions de physique
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