déjà dans quelques pays où le sys-tème anglo-saxon (yard, inch, pound, etc.) était à peu près seul en usage ; downloadModeText.vue.download 26 sur 635
La Grande Encyclopédie Larousse - Vol. 20
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il est recommandé par toutes les
grandes associations internationales scientifiques. Son emploi exclusif
apportera une unification de langage qui faisait défaut et provoquait bien des complications, des gaspillages d’efforts, des incompréhensions et des erreurs.
Le système international d’unités rassemble plusieurs avantages : il y a une unité SI pour chaque grandeur et une seule. Ces unités SI étaient déjà connues pour la plupart. C’est ainsi que les unités SI des grandeurs électriques sont celles de l’usage courant (ampère, ohm, volt, etc.). Toutes les unités SI sont cohérentes, au sens de la cohérence dans un système
d’unités, c’est-à-dire que les relations entre grandeurs sont les mêmes que les relations entre unités, sans facteur numérique : la vitesse d’un mobile étant la longueur parcourue divisée par le temps mis à la parcourir, l’unité de vitesse est le mètre par seconde ; le kilomètre par heure, qui est une autre unité de vitesse, non cohérente avec les unités SI, est une unité étrangère au système international d’unités. Chaque unité SI peut donner naissance à des multiples ou à des sous-multiples décimaux par l’emploi des préfixes SI.
Les unités des grandeurs géomé-
triques, cinématiques et mécaniques sont obtenues par combinaison (élé-
vation aux puissances, multiplication ou division) des trois unités : le mètre (longueur), le kilogramme (masse) et la seconde (temps), dont les symboles sont respectivement
m, kg et s (exemples : superficie m 2, accélération m/s 2, masse volumique kg/m3). Ces trois unités sont appelées unités de base pour cette raison et non pas parce qu’elles auraient des qualités physiques plus éminentes.
Deux autres unités de base, le kelvin (température) et la mole (quantité de matière), sont ajoutées pour les grandeurs thermodynamiques ; une
autre, l’ampère (intensité de courant), est ajoutée pour les grandeurs électriques, et une autre, la candela (intensité lumineuse), pour les grandeurs photométriques ; leurs sym-
boles sont respectivement K, mol, A, cd. Il y a donc actuellement sept unités SI de base ; on y ajoute deux autres unités purement géométriques, le radian (angle plan) et le stéradian
(angle solide), de symboles rd et sr, appelées unités SI supplémentaires.
Toutes les autres unités SI sont obtenues par combinaison de ces neuf unités SI et sont appelées unités dérivées.
Si l’on s’en tenait à ces neuf uni-tés SI, de base et supplémentaires, il suffirait de se rappeler neuf noms et les neuf symboles correspondants pour dénommer les unités de toutes les grandeurs physiques en utilisant leurs combinaisons. Pourtant, dix-sept unités SI dérivées ont reçu un nom spécial, et leur expression symbolique a été faite en termes des unités de base et supplémentaires.
Les noms nécessaires pour dénom-
mer toutes les unités SI sont donc au nombre de 9 + 17 = 26. Ces dix-sept noms spéciaux peuvent être
employés aussi en combinaison avec d’autres noms d’unités SI pour simplifier l’expression de nombreuses unités dérivées :
joule par kelvin (entropie),
J/K = m2 . kg . s– 2 . K– 1 ;
volt par mètre (champ électrique), V/m = m . kg . s– 3 . A– 1.
Lorsque les unités SI sont d’un
ordre de grandeur malcommode, trop grandes ou trop petites, on peut se servir de leurs multiples ou sous-multiples décimaux formés en utilisant les préfixes SI.
Même avec le souci de n’employer
que le système international d’uni-tés, il semble impossible de faire cesser l’emploi, actuellement universel, des unités suivantes, qui sont étrangères à ce système : les unités de temps, minute, heure et jour, les unités d’angle plan, degré, minute et seconde (sexagésimales), le litre (nom spécial du décimètre cube)
et la tonne (nom spécial du méga-
gramme). En raison de la force des usages existants dans certains pays, le Comité international des poids et mesures estime préférable de ne pas interdire dès maintenant, dans les
pays où elles sont fortement enracinées, les unités suivantes, qui sont en dehors du système international d’unités, mais qui pourront être remplacées par des unités SI : mille marin, noeud, ångström, are, hectare, barn, bar, atmosphère normale, gal, curie, röntgen, rad. Les utilisateurs du système international d’unités devraient pouvoir éviter dès maintenant l’emploi de toutes les autres unités étrangères à ce système, telles que dyne, erg, poise, stokes, gauss, oersted, maxwell, stilb, phot, fermi, carat, torr, kilogramme-force, calorie, micron, unité X, stère, gamma, etc.
J. T.
F Ampère / Candela / Kelvin / Kilogramme /
Mètre / Métrique (système) / Ohm / Poids et mesures (Bureau international des) / Seconde / Volt.
Univers
Ensemble constitué par tout ce qui existe. Notion à la fois de contenant et de contenu.
Le perfectionnement des tech-
niques, les découvertes astronomiques ont constamment reculé les limites de l’Univers et enrichi son contenu. Vers 1920, la théorie de la relativité* géné-
rale d’Albert Einstein* a fait la synthèse de ces deux notions en établissant que le contenu détermine la forme du contenant. Au cours du temps, les astres évoluent : des étoiles s’allument dans des régions riches en nébulosités et en poussières ; d’autres explosent, comme les supernovae, et la plupart de celles qui sont apparemment stables rayonnent une énergie provenant de réactions thermonucléaires irréversibles, ce qui les modifie constamment et limite leur durée de vie ; ainsi, l’Univers se transforme. Des savants ont cherché, à chaque époque, avec les moyens dont ils disposaient, à ré-
pondre aux questions fondamentales que l’homme se pose sur l’Univers : dans l’espace, est-il fini ou infini et est-il partout comme nous l’observons dans notre voisinage ? Dans le temps, existe-t-il depuis toujours ou bien a-t-il eu un commencement et aura-t-il une fin ?
Le domaine de la mécanique classique
Le monde des étoiles
Au IIe s. apr. J.-C., Ptolémée, astronome grec, pense que la Terre est au centre du Monde, immobile, entourée de sept sphères cristallines, transparentes, portant la Lune, le Soleil, puis chacune des cinq planètes connues alors : Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne. La huitième sphère porte toutes les étoiles, qui sont fixes les unes par rapport aux autres ; appelée sphère des fixes, elle limite le Ciel à une distance que Ptolémée estime de 20 000 rayons terrestres, soit environ 120 millions de kilomètres. Au début du XVIe s., Copernic* place le Soleil au centre du Monde. La Terre et les autres planètes tournent autour du Soleil, mais toujours sur des sphères cristallines, les orbes, et la « sphère des fixes », immobile comme le Soleil, limite encore l’Univers. Copernic essaie de mesurer les parallaxes des étoiles au cours du mouvement annuel de la Terre et, ne les détec-tant pas, en déduit que la distance des étoiles est au moins deux mille fois plus grande que le rayon donné par Ptolémée. Galilée* imagine la lunette astronomique et découvre les lois du mouvement des corps à la
surface de la Terre. Jusqu’à lui, on pensait que tout mouvement produi-sait des sensations physiques ou des effets mécaniques. Galilée montre que c’est le cas pour les mouvements accélérés, mais que les mouvements rectilignes et uniformes ne sont pas perceptibles, sinon par rapport à un repère extérieur. Il croit au système héliocentrique de Copernic, et l’on connaît les tourments qu’il subit pour avoir diffusé ses idées, considérées comme hérétiques. Disposant des