SYSTEMES d'UNITES
| Pour aborder l’hydrostatique et l’hydrodynamique nous devons choisir des unités de mesure, mais lesquelles ? |
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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 |
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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 |
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| 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 |
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| 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 | |||
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| 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. |
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