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1 : Unités et mesures

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    L'image miniature représente la galaxie Whirlpool, que nous examinons dans la première section de ce chapitre. Les galaxies sont aussi immenses que les atomes sont petits, mais les mêmes lois de la physique décrivent les deux, ainsi que le reste de la nature, ce qui indique l'unité sous-jacente de l'univers. Les lois de la physique sont étonnamment peu nombreuses, ce qui implique une simplicité sous-jacente à l'apparente complexité de la nature. Dans ce texte, vous découvrirez les lois de la physique. Les galaxies et les atomes peuvent sembler très éloignés de votre vie quotidienne, mais au fur et à mesure que vous commencez à explorer ce vaste sujet, vous vous rendrez peut-être vite compte que la physique joue un rôle beaucoup plus important dans votre vie que vous ne le pensiez au départ, quels que soient vos objectifs de vie ou votre choix de carrière.

    • 1.1 : Prélude aux unités et à la mesure
      Les lois de la physique sont étonnamment peu nombreuses, ce qui implique une simplicité sous-jacente à l'apparente complexité de la nature. Dans ce texte, vous découvrirez les lois de la physique. Les galaxies et les atomes peuvent sembler très éloignés de votre vie quotidienne, mais au fur et à mesure que vous commencez à explorer ce vaste sujet, vous vous rendrez peut-être vite compte que la physique joue un rôle beaucoup plus important dans votre vie que vous ne le pensiez au départ, quels que soient vos objectifs de vie ou votre choix de carrière.
    • 1.2 : La portée et l'échelle de la physique
      La physique consiste à essayer de trouver les lois simples qui décrivent tous les phénomènes naturels. Il fonctionne sur une vaste gamme d'échelles impliquant la longueur, la masse et le temps. Les scientifiques tentent de décrire le monde en formulant des modèles, des théories et des lois. Ils utilisent des ordres de grandeur de nombres pour suivre et comparer des phénomènes se produisant à des échelles particulières.
    • 1.3 : Unités et normes
      Les systèmes d'unités sont construits à partir d'un petit nombre d'unités fondamentales, qui sont définies par des mesures précises et précises de grandeurs de base choisies de manière conventionnelle. Deux systèmes d'unités couramment utilisés sont les unités anglaises et les unités SI. Les unités SI sont un système métrique d'unités, ce qui signifie que les valeurs peuvent être calculées par des facteurs de 10. Les unités de base SI de longueur, de masse et de temps sont le mètre (m), le kilogramme (kg) et la seconde (s), respectivement.
    • 1.4 : Conversion d'unités
      La multiplication par des facteurs de conversion permet aux quantités de changer d'unité. L'opération doit être effectuée de telle sorte que les unités dont vous souhaitez vous débarrasser soient annulées et que les unités avec lesquelles vous souhaitez vous retrouver restent. Les unités obéissent aux règles de l'algèbre. Par exemple, si une unité est mise au carré, deux facteurs sont nécessaires pour l'annuler.
    • 1.5 : Analyse dimensionnelle
      La dimension d'une quantité physique est simplement l'expression des quantités de base dont elle est dérivée. Toutes les équations exprimant des lois ou des principes physiques doivent être dimensionnellement cohérentes. Ce fait peut être utilisé pour se souvenir des lois physiques, pour vérifier si les relations revendiquées entre des quantités physiques sont possibles, et même pour en déduire de nouvelles lois physiques.
    • 1.6 : Estimations et calculs de Fermi
      Une estimation est une estimation approximative de la valeur d'une quantité physique basée sur l'expérience antérieure et un raisonnement physique solide. Certaines stratégies qui peuvent vous aider à faire une estimation sont les suivantes : 1) Obtenez de grandes longueurs à partir de plus petites longueurs. 2) Obtenez des surfaces et des volumes à partir de longueurs. 3) Obtenez des masses à partir des volumes et des densités. 4) Si tout le reste échoue, limitez-les. Un « sig. fig. » suffit. 5) Demandez-vous : est-ce que cela a du sens ?
    • 1.7 : Chiffres significatifs
      La précision d'une valeur mesurée fait référence à la proximité d'une mesure par rapport à une valeur de référence acceptée. La précision des valeurs mesurées fait référence au degré de concordance entre des mesures répétées. Les chiffres significatifs indiquent la précision d'un outil de mesure. Lorsque vous effectuez des opérations mathématiques avec des valeurs mesurées, il existe des règles pour normaliser la précision de la réponse finale.
    • 1.8 : Résoudre des problèmes de physique
      Les trois étapes du processus de résolution des problèmes de physique utilisés dans cette carte de texte sont les suivantes : 1) Stratégie : Déterminez quels principes physiques sont impliqués et élaborez une stratégie pour les utiliser pour résoudre le problème. 2) Solution : Faites les calculs nécessaires pour obtenir une solution numérique avec les unités correctes. 3) Importance : Vérifiez la solution pour vous assurer qu'elle est logique et évaluez son importance.
    • 1.A : Unités et mesures (réponses)
    • 1.E : Unités et mesures (exercices)
    • 1.S : Unités et mesures (résumé)

    Miniature : Cette image peut montrer un certain nombre de choses. Il peut s'agir d'un bain à remous dans un réservoir d'eau ou d'un collage de peinture et de perles brillantes réalisé pour un cours d'art. Sans connaître la taille de l'objet en unités que nous reconnaissons tous, telles que les mètres ou les pouces, il est difficile de savoir ce que nous regardons. En fait, cette image montre la galaxie Whirlpool (et sa galaxie compagnon), qui mesure environ 60 000 années-lumière de diamètre (environ 6 × 10 17 km de diamètre). (crédit : S. Beckwith (StSci) Hubble Heritage Team, (STSci/Aura), ESA, NASA)