Physique-chimie : usage pratique au lycée des unités SI
Sans entrer dans le détail des normes internationales, cet article résume l’usage des principales unités jusqu’en classe de Terminale.
Commençons par un exemple sur un calcul simple de vitesse.
Une voiture parcourt 100km en 1h. Quelle est sa vitesse moyenne ?
La réponse est facile à trouver : v = 100km/h.
Oui mais on aurait aussi pu dire : v = 100 000 m/h. Et comme 1h=3600s, en divisant on obtient v ≈ 0,028km/s.
Bref pour un même calcul, on a un très grand nombre de manières de donner le résultat.
Cela explique pourquoi dans le domaine des sciences, on a besoin de standardiser le résultat d’un calcul. Des règles ont donc été édictées pour que les scientifiques puissent présenter leurs résultats toujours de la même façon.
Ces règles portent sur les unités. Pour effectuer et présenter des calculs scientifiques, on doit toujours travailler avec les mêmes unités.
Lors de nos stages, notamment pour préparer les épreuves de spécialité du baccalauréat, nous commençons souvent nos explications par des exemples simples !
Distance et temps
Ainsi, pour une distance, on utilisera toujours le mètre (m) comme unité. Et si dans un énoncé la distance est donnée en kilomètres (km), il faudra la convertir en mètres (m).
Ainsi au lieu d’écrire d=100km, on préférera d=1×105m.
De même, le temps en sciences est toujours en secondes (s).
Donc au lieu de t=1h, on préférera t=3600s.
Et pour revenir au calcul de la vitesse ci-dessus, voici le calcul à présenter sur deux lignes :
v=1.105/3600
v≈27,8m.s-1 est le bon résultat (après arrondi).
Masses et volumes en physique et en chimie
Pour la masse il faut distinguer selon que l’on travaille en physique ou en chimie.
En physique, on étudie par exemple le mouvement d’un ballon ou d’une voiture. Ces masses représentent quelques kilogrammes (kg).
Aussi en physique, la masse est-elle toujours en kg.
En chimie, on fait les expériences non pas avec des grosses quantités, mais avec des grammes (g).
Aussi en chimie, la masse est-elle toujours en g.
Pour les mêmes raisons pratiques, pour les volumes, on utilise le mètre cube (m3) en physique, et le litre (L) en chimie.
Les unités SI utilisées au lycée
Voici un petit tableau récapitulatif des principales unités SI à utiliser au lycée.
| Grandeur | Unité SI abrégée | Désignation de l’unité |
|---|---|---|
| Distance | m | mètre |
| Temps | s | seconde |
| Masse | kg (en physique) g (en chimie) |
kilogramme gramme |
| Aire | m2 | mètre carré |
| Volume | m3 (en physique) L (en chimie) |
mètre cube litre |
| Intensité | A | ampère |
| Quantité de matière | mol | mole |
| Température | K | Kelvin |
Toutes les autres grandeurs en physique-chimie sont des combinaisons des grandeurs présentes dans ce tableau. Par exemple :
- les Hertz (Hz) sont des s-1
- les Newton (N) sont des kg.m.s-2
C’est pourquoi on dit que les unités m, s, kg, g, L et A forment la base de la physique-chimie moderne. On les appelle les unités du système international ou unités SI. Ce sont les unités initiales qui se combinant permettent d’exprimer toutes les autres unités.
Par exemple en combinant distance et temps, on obtient la vitesse en m.s-1 ; en combinant masse et volume, on obtient la masse volumique en kg.m-3.
Ces combinaisons donnent lieu à l’analyse dimensionnelle des formules, permettant, entre autres, de vérifier l’exactitude des formules déduites.
Tout cela est-il bien clair ? Sinon n’hésite pas à poser vos questions en commentaires !
Contactez-nous pour toute information
