L'encyclopédie des Sciences
  Seconde
 
Chapitre 1:De l'atome à la galaxie

Le métre est l'unité légale de longueur

Préfixes du système international d'unités
1000m 10n Préfixe Symbole
Depuis

Échelle courte Échelle longue Nombre décimal
10008 1024 yotta Y 1991 Septillion Quadrillion 1 000 000 000 000 000 000 000 000
10007 1021 zetta Z 1991 Sextillion Trilliard 1 000 000 000 000 000 000 000
10006 1018 exa E 1975 Quintillion Trillion 1 000 000 000 000 000 000
10005 1015 péta P 1975 Quadrillion Billiard 1 000 000 000 000 000
10004 1012 téra T 1960 Trillion Billion 1 000 000 000 000
10003 109 giga G 1960 Billion Milliard 1 000 000 000
10002 106 méga M 1960 Million 1 000 000
10001 103 kilo k 1795 Millier 1 000
10002/3 102 hecto h 1795 Cent 100
10001/3 101 déca da 1795 Dix 10
10000 100 (aucun) (aucun) S/O Unité 1
1000-1/3 10-1 déci d 1795 Dixième 0,1
1000-2/3 10-2 centi c 1795 Centième 0,01
1000-1 10-3 milli m 1795 Millième 0,001
1000-2 10-6 micro µ 1960 Millionnième 0,000 001
1000-3 10-9 nano n 1960 Billionnième Milliardième 0,000 000 001
1000-4 10-12 pico p 1960 Trillionnième Billionnième 0,000 000 000 001
1000-5 10-15 femto f 1964 Quadrillionnième Billiardième 0,000 000 000 000 001
1000-6 10-18 atto a 1964 Quintillionnième Trillionnième 0,000 000 000 000 000 001
1000-7 10-21 zepto z 1991 Sextillionnième Trilliardième 0,000 000 000 000 000 000 001
1000-8 10-24 yocto y 1991 Septillionnième Quadrillionnième 0,000 000 000 000 000 000 000 001



Unités pc al ua m
pc 1 3,26 206 265 3,09 ·1016
al 0,307 1 63 241 9,46 ·1015
ua 4,85 ·10-6 1,58 ·10-5 1 1,50 ·1011
m 3,24 ·10-17 1,06 ·10-16 6,68 ·10 -12 1
al=année lumiére  ua:unité astronomique    pc:parsec=3.26 année lumiére

L'année lumiére est la distance parcourue par la lumière dans le vide pendant une année

Facteur (m²) Multiple Valeur Exemple
10-70   2,61×10-70 la superficie de Planck, frac{G hbar}{c^3}
10-30 1 femtomètre carré (fm²)    
10-28   10-28 1 barn, approximativement la superficie d'une section efficace du noyau atomique de l'uranium
10-24 1 picomètre carré (pm²)    
10-20 1 ångström carré (Ų)    
10-18 1 nanomètre carré (nm²)    
10-12 1 micromètre carré (μm²)    
10-8   0,055 mm² la taille d'un pixel sur un écran d'ordinateur standard
10-7      
10-6 1 millimètre carré (mm²) 2 mm² la surface d'une tête d'épingle
10-5      
10-4 1 centimètre carré (cm²) 5 cm² la taille d'un timbre postal standard
10-3   48 cm² la taille de la plus grande face d'un paquet de cigarettes
10-2 1 décimètre carré (dm²) 0,060 m² le format de papier à lettre américain (11 × 8½ pouces, taille "A")
0,0625 m² le format de papier international A4 (210 × 297 mm)
0,093 m² 1 pied carré
10-1   0,125 m² le format de papier international A3 (297 × 420 mm)
0,181 m² la surface d'un ballon de basket-ball de diamètre 24 cm
0,250 m² le format de papier international A2 (420 × 594 mm)
0,500 m² le format de papier international A1 (594 × 841 mm)
100 1 mètre carré = 1 centiare (ca) 1 m² le format de papier international A0 (841 × 1 189 mm)
2-4 m² la superficie d'un dessus de bureau
101   10-20 m² Un espace de parking
102 1 décamètre carré (dam²) 100 m² une are (a)
162 m² taille d'un terrain de volley-ball (9 × 18 mètres)
103   4 047 m² 1 acre
5 400 m² taille d'un terrain de football américain
7 300 m² taille d'un terrain de football
104 1 hectomètre carré (hm²) 10 000 m² 1 hectare (ha)
55 000 m² la base de la grande pyramide de Gizeh (5,5 ha)
105   190 000 m² les Jardins botaniques nationaux irlandais
440 000 m² la superficie du Vatican ou du cimetière du Père-Lachaise
106 1 kilomètre carré (km²) 1,95 km² la superficie de Monaco (pays classé 192e par superficie)
2,59 km² 1 mile carré
2,9 km² la superficie de la Cité de Londres (pas Londres)
107   59 km² l'île de Manhattan
61 km² la superficie de Saint-Marin
108   105 km² la superficie de Paris
122 km² la superficie de Walt Disney World Resort
272 km² la superficie de la cité de Taipei
641 km² la superficie de Toronto, au Canada
109   1 092 km² la superficie de Hong Kong
1 290 km² la superficie de Los Angeles, Californie, États-Unis
2 187 km² la superficie de Tokyo
5 700 km² la superficie de Bali
8 028 km² la superficie de Communauté autonome de Madrid, Espagne
1010   10 991 km² la superficie de la Jamaïque
68 870 km² la superficie du Lac Victoria
83 858 km² la superficie de l'Autriche
1011   103 000 km² la superficie de l'Islande
301 230 km² la superficie de l'Italie
504 782 km² la superficie de l'Espagne
780 580 km² la superficie de la Turquie
1012 1 mégamètre carré (Mm²) =
1 million km²
1,00 Mm² la superficie de l'Égypte (pays classé 29e par superficie)
7,69 Mm² la superficie de l'Australie (pays classé 6e par superficie)
9 Mm² l'extension la plus grande de l'empire romain
1013   10 Mm² la superficie du Canada (en incluant l'eau)
17 Mm² la superficie de la Russie (pays classé 1er par superficie)
30,2 Mm² la superficie de l'Afrique
36 Mm² l'extension la plus grande de l'empire britannique
38 Mm² la superficie de la Lune
77 Mm² la superficie de l'Océan Atlantique
1014   144 Mm² la superficie de la surface de Mars
149,8 Mm² la superficie des terres émergées de la Terre
179,7 Mm² la superficie de l'Océan Pacifique
360 Mm² la superficie de l'eau sur Terre
510 Mm² la superficie de la surface de la Terre
1015   7 700 Mm² la superficie de la surface de Neptune
1016   44 000 Mm² la superficie de la surface de Saturne
64 000 Mm² la superficie de la surface de Jupiter
1017   4,6×1017 superficie comprise par la révolution de la Lune autour de la Terre
1018 1 gigamètre carré (Gm²) 6,1×1018 superficie de la surface du Soleil
1019      
1020      
1021      
1022   1,1×1022 superficie comprise par la révolution de Mercure autour du Soleil
3,7×1022 superficie comprise par la révolution de Vénus autour du Soleil
7,1×1022 superficie comprise par la révolution de la Terre autour du Soleil
1023   1,6×1023 superficie comprise par la révolution de Mars autour du Soleil
2,81×1023 Superficie de la surface d'une sphère de Dyson avec un rayon d'1 UA
1024 1 téramètre carré (Tm²) 1,9×1024 superficie comprise par la révolution de Jupiter autour du Soleil
6,4×1024 superficie comprise par la révolution de Saturne autour du Soleil
1025   2,6×1025 superficie comprise par la révolution de Uranus autour du Soleil
6,4×1025 superficie comprise par la révolution de Neptune autour du Soleil
1026   1,1×1026 superficie comprise par la révolution de Pluton autour du Soleil
1041   7×1041 Globalement, la superficie du disque de la Voie lactée, notre Galaxie

La relativité du mouvement


Le bus est en train de rouler lentement, Noir est assis dans le bus, Rose marche dans l'allé du bus pour rester a la hauteur de Marron qui est sur le bord de la route.
La question étudiée est : "X est t-il en mouvement par rapport à Y ?"
X étant Noir, Rose, Marron, le bus, la roue du bus et la route.
Y étant Noir, Rose, Marron, le bus, la route.
On notera I pour immobile et M pour en mouvement
  Noir Rose Marron bus roue route
Noir I M M I M M
Rose M I I M M I
Marron M I I M M I
bus I M M I M M
route M I I M M I


1°) On peut déjà noté que Noir est immobile par rapport a Noir et ainsi de suite Rose immobile par rapport a Rose.

2°) Rose est immobile par rapport a Marron (et vice-versa) car Rose est toujours a la hauteur de Marron, la distance qui les sépare est la même, même explication pour les autres objets immobiles

3°) Rose est en mouvement par rapport a Noir car elle marche et Noir ne bouge pas, la distance qui les sépare grandit. C'est la même explication pour les autres objets en mouvement.

Tout cela dépend du référentiel, Marron est en mouvement par rapport a Noir mais est immobile par rapport a Rose.

Points essentiels


Pour étudier un mouvement :
* Il faut définir le système considéré : un point, un objet, une partie d'un objet.
* Choisir le référentiel (référentiel : objet de référence par rapport auquel on étudie le mouvement)

Exemples de référentiels :
* Référentiel terrestre : l'objet de référence est le sol.
* Référentiel géocentrique : l'objet de référence est la Terre dans sa globalité.
* Référentiel héliocentrique : l'objet de référence est le soleil.


Un mouvement est défini par :
* sa trajectoire
* sa vitesse

Un objet est en mouvement si sa position change par rapport au référentiel considéré.


Trajectoire : Courbe décrite par un point d'un objet au cours de son mouvement.

Référentiel : Objet à partir duquel on étudie le mouvement.

Forces et principe d’inertie

Activité expérimentale


On pose une bille sur une plaque horizontale, puis on lui donne une impulsion afin de la faire rouler. Pour étudier son mouvement, on réalise une chronophotographie (décomposition du mouvement d’un objet à l’aide d’une série de photographies prises à intervalles de temps régulier).
Il s’écoule 0.1s entre chaque position du centre de la bille.
La distance entre les positions extrêmes est de 36cm.


Avant que l’on donne une impulsion a la bille, son centre (en rouge) est immobile.
On étudie ce mouvement dans le référentiel terrestre.
On peut observer que la trajectoire du centre de la bille est rectiligne et que sa vitesse est constante (les écarts entre les billes sont de même longueur).

Ce mouvement rectiligne uniforme ne pourrait pas durer éternellement car il y a des frottements mais si il n’y avait pas de frottements alors le mouvement serait éternel.


L’influence d’un aimant sur la trajectoire


On remarque que la trajectoire du centre de la bille a changé quand elle passe au dessus de l’aimant. La grandeur physique qui modélise l’action subie par la bille s’appelle force.

Points essentiels

Notion de force : grandeur physique qui modélise une action

* Action de contact : Vecteur , réaction du support (exemple : une bille posé sur une table, la réaction du support sera la table qui empêchera la bille de tomber).
Quand le mobile (objet étudié) est accroché au fil, on n’appellera pas cela la réaction du support mais la tension du fil, Vecteur
* Action a distance : Vecteur (force magnétique), Vecteur : le poids (le vecteur est poids est toujours vertical).

Effet d’une force :
* modifie la vitesse
* déformation de l’objet

Caractérisation d’une force :
* origine : le point d’application de la force
* direction : celle de la force
* sens : celui de la force
* valeur : proportionnelle à la valeur de la force

La force s’exprime en N (Newton)

Poids (N) = masse (kg) × g (force de gravitation universelle en N kg-1 soit 9.81)


Principe d’inertie (ou 1ere loi de Newton)

Tout corps persévère en son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui s’exercent sur lui se compensent.


(la somme des forces se compensent)
En d’autres mots, si un corps ne bouge pas ou si il avance en ligne droite a une vitesse constante alors les forces se compensent.

 

 

 


Asian





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