G2.NOTIONS COMPARATIVES

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-amplitude

Une amplitude représente l'écart entre 2 valeurs d’une grandeur (souvent on utilise le terme amplitude pour l’écart maximal de cette variation)

AMPLITUDE ASTRONOMIQUE 

C'est la longueur maximale (valeur zénithale) de l’arc décrit par un astre, entre ses lieux de levant et de couchant

 

AMPLITUDE D'UNE ONDE 

C'est l’écart maximal atteint par une variable de l’oscillation (cette variable pouvant être une longueur, en cas de marée ou de ressort...ou bien une intensité -en électricité-, ou bien une vitesse...etc)

 

AMPLITUDE D'ACCOMMODATION OCULAIRE

C'est la potentialité de l’oeil permettant de corriger une distance (focale image) pour qu’elle lui soit le plus confortable possible

C’est une longueur inverse Jc (exprimée en dioptries) = 1 / distance d’accommodation

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-balance

Une balance est un organe qui équilibre des nombres, des principes ou des objets

BALANCE ÉNERGÉTIQUE

Terme indiquant le bilan énergétique pour le métabolisme des animaux (hommes inclus)

E= E+ E+ E+ Ep

où E(J)= énergies (indice m = métabolique totale)--(indice c= échangée en conduction)-- (indice v = vaporisée par respiration & exsudation) --(indice s = stockée)--(indice p = perdue par évacuation)

 

BALANCE de PESÉE

Un levier est constitué d’un bras (segment de droite) posé en un point sur un appui simple et destiné à être soumis à des forces de part et d'autre de l'appui

Quand l'équilibre est atteint, on a créé une balance

D'autre part l'appareil BALANCE, est un cas particulier de levier

 

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-carat

Le carat désigne le " titre "pour un alliage d’or (c’est un nombre, en forme de pourcentage)

 --c’est une concentration en masse (fraction massique--

Nota : ne pas confondre avec le carat qui est par ailleurs un mot utilisé comme unité de masse (valant 2.10-4 kg)

Exemple du plus gros diamant qui pèse 3025 carats -soit # 600 grammes-

 

Exemple du plus gros diamant qui pèse 3025 carats -soit # 600 grammes-

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-changement d'unités

 

L'un des problèmes permanents de la Physique est de démêler les unités choisies pour mesurer les grandeurs car on a inventé un nombre incroyable d'unités de mesures, ce qui provoque de néfastes brouillages.

 

On ne saurait que recommander aux lecteurs l'utilisation, dans tout calcul, des unités du système S.I.+, même si cela amène (parfois), à manipuler quelques puissances de 10, ce qui n'est pas trop difficile pour nous qui sommes familiarisés avec le système décimal.

En cas d'unités variées dans une même formule (ce qui est hélas très courant) il faudra donc faire des changements d'unités, selon la méthodologie rappelée ci-après.

Nota 1: rappelons que X.10n signifie n chiffres derrière la partie entière de X

(Ex: 3,542.105 = 354.200 c'est à dire 5 chiffres après la virgule)

Nota 2 pour l'évaluation d'une grandeur:

-si l'on prend une unité 2 fois plus grande qu'une autre, la nouvelle valeur numérique de la mesure sera 2 fois plus petite qu'avant-

-et inversement, si l'on choisit une unité par exemple 4 fois plus petite qu'une autre, la nouvelle valeur sera 4 fois plus grande qu'avant

 

MÉTHODOLOGIE DE CHANGEMENT D'UNITÉS

Toutes les formules citées dans les présents articles sont valables pour chaque système d'unités choisi (mais 1 seul à la fois).Les unités qui y sont incorporées (à chaque fois notées entre parenthèses) sont en S.I.+ , car plus faciles à manipuler et cohérentes

Mais il est possible -dans chaque formule- d'utiliser n'importe quel groupe ou système d'autres unités, en portant attention à bien choisir une cohérence de système pour les diverses unités en cause dans une telle formule

Il faut faire la transformation pour chaque unité (en lisant la ligne "relation avec autre unité", en tête du chapitre des correspondances, dans la grandeur en question)

.Exemple : prenons la formule de calcul d’un champ d’induction magnétique :

C’est (1) μ.+ H’ / χm   B = champ d’induction magnétique créant un champ d’excitation H dans un milieu de perméabilité magnétique μ où baigne le corps .

En outre, à l’intérieur du corps de susceptibilité magnétique χm , s’ajoute H’ l’induction intrinsèque (magnétisation)

Supposons qu’on utilise le système S.I.+ : les grandeurs impliquées dans cette formule, sont - en supposant que soient données les valeurs numériques suivantes:

μ = 1,1.10-6 (Henry-stéradian / mètre), H = 5 (millioersted) , H’ = 2.10-2 (Tesla-stéradian), χm = 4.10² (stéradian)

Tout est cohérent, car tout est exprimé en unités du seul système S.I.+, donc le calcul numérique donne, par simples opérations :

B1(calculé en Tesla)= (1,1.10-6 x 5 )+ (2.10-2/ 4.10²)] = 5,55.10-5 Tesla

Mais reprenons la même formule (1) dans un autre exemple où des valeurs de grandeurs constitutives nous sont imposées avec des unités quelconques:

--on nous donne par exemple H valant 3.102 Ampères tours par mètre; il faut le traduire en mOe (donc,comme 1 A-tr / m = 12,56 mOe   >> H vaut 3,768.10-1mOe)

--on nous donne ensuite μ exprimée ainsi : 1,2.10-6 (sans spécification d’unités -ce qui est hélas habituel, mais ce qui semble vouloir dire qu’elle est bien exprimée en Henry-stéradian par mètre, qui est l’unité S.I.+) Donc il n’y a pas de transformation à faire ( et μ =1,2.10-6 )

--on nous donne après: H = 10 gauss (sous entendu 10 gauss-stéradian) or,comme 1 gauss-stéradian vaut 10-4 T-sr , il faut faire la traduction :

H = 10-3 Tesla-stéradian

--et enfin χm est donné = 4.10² (sans mention d’unité non plus, car cette unité est omise, ce qui est aussi hélas habituel, mais ce qui veut toutefois implicitement dire qu’elle est bien exprimée en stéradian) Il n’y a pas de transformation à faire.

La valeur résultant de ces pénibles traductions pour calculer le nouveau champ B2 de cet exemple donne alors :

B2 = [(3,768.10-1 x (1,2.10-6) + (10-3/ 4.10²] = 2,95.10-6 Tesla

 

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-consommation (en Physique)

Une consommation exprime l’utilisation d’une certaine quantité (d’une grandeur), comparée à une condition de son utilisation

-consommation d’un volume, comparée à la distance (sur laquelle on l’utilise)

C'est donc une surface (et c'est la consommation d'une voiture, qui correspond à la couche de carburant qu'elle vaporise sur la surface de la route....)

Par ex. une conso. de 10 litres aux 100 km correspond à une couche de 1/100° de mm sous la voiture pendant son déplacement 

 -consommation d’un volume, comparée au temps(pendant lequel on l’utilise)

C'est un débit-volume

-consommation d’une masse, comparée à la durée et à la puissance

dite aussi consommation spécifique (équivalente à un temps)

-consommation d’une quantité de particules, comparée au temps(pendant lequel on la constate)

C'est une activité particulaire

-consommation d’énergie, comparée à la partie d’énergie utilisable

C'est un rendement

-consommation d’énergie, comparée à la durée et à la surface

C'est une puissance surfacique

Notion utilisée (en France) pour le classement des bâtiments d'habitation en fonction de leur consommation énergétique

Une norme impose que l'énergie consommée dans telle construction, soit limitée à une valeur légale (120 kilowattheures d'énergie primaire par m² et par an)

L'énergie de consommation est celle du chauffage, de la climatisation, de la ventilation, de l'eau chaude, de l'éclairage et des auxiliaires

L'énergie primaire est décomptée en incluant toutes les incidences énergétiques annexes (depuis la production, le transport, etc, jusqu'à la distribution)

Selon la valeur d'énergie consommée, le bâtiment obtient un label de performance exprimé en kWh/m²-an (BTHPE = bâtiment à très haute performance, soit 96--

BHPE = haute perfo, soit 80—BBC à basse perfo, soit 50—BEPAS = passive, soit 15 et même BEPOS, producteur < 0)

Pour bénéficier de la performance usuelle BBC, il faut ne pas dépenser plus que

50.y6.E (énergie primaire en kWh ep) par m² SHON (surface hors œuvre nette) et par durée (1 an)

y6 est un coefficient de situation géographique (valeur allant de 0,8 à 1,5 selon altitude et ensoleillement)



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-corps simples

Un corps simple est un corps constitué d'un seul type d'atomes. Il peut être élémentaire (atomes indépendants comme le titane, le cuivre... ) ou bien moléculaire (les atomes sont liés en molécule) comme hydrogène, bore....

Pour ces molécules, on exprime l'atomicité par un préfixe, par exemple diiode (molécule à 2 atomes d'iode) ou trihydrogène (à 3 atomes d'hydrogène)

Voir la liste des corps simples sur document spécial en exergue

 

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-courbe caractéristique

Une courbe caractéristique est une courbe construite pour donner la représentation d'une relation entre 2 caractéristiques d'un objet, évoluant en fonction l'une de l'autre

EXEMPLES de COURBES

-pour une pompe >> la courbe (débit en fonction de la hauteur)

-pour un convertisseur (ou 1 diode) >> la courbe (intensité en fonction du voltage)

-dans un cycle (c'est à dire quand il y a des changements de continuité des phénomènes), il existe successivement diverses courbes de p (pression) en fonction de V(volume)-et cela pendant les diverses (4 par exemple) PHASES du cycle.

Un cycle quadriphasé sera donc représenté par un quadrilatère (diagramme) dont chaque côté sera un morceau de p(V)

Mais le même phénomène, constitué du même cycle, peut être représenté par un autre type de diagramme, par exemple celui des courbes donnant la variation de T (température) en fonction de g(le coefficient adiabatique)

 

COURBES THERMODYNAMIQUES

Quand une grandeur variable thermodynamique G1est fonction d'une autre grandeur variable G2, on établit souvent une courbe exprimant leurs évolutions dépendantes.

Un diagramme est un ensemble de ces courbes

Pour les gaz:

-une Isotherme (sous entendu "courbe isotherme, à température T constante") est la courbe de la pression p, en fonction du volume V

Pour un gaz parfait, à une pression donnée, c'est une demi-droite partant de 0°K et allant jusqu'à la température de changement d'état du gaz

Le diagramme est l'ensemble (abaque) des diverses demi-droites concourantes, résultant des diverses pressions de l'expérience (cela représente la loi de Gay Lussac)-- Plus la pression est forte, plus la droite a une pente faible

-une Isobare (sous entendu "courbe isobare", à pression p constante") est la courbe du volume V, en fonction de la température T

Pour un gaz parfait, à une température donnée, c'est une demi hyperbole asymptotique à l'axe des y (pressions) et des x (les volumes)

C'est une représentation hyperbolique car c'est la loi de Mariotte p.V = constante

Le diagramme est l'ensemble (abaque) des diverses demi-hyperboles, résultant des diverses températures de l'expérience

Plus la température est forte, plus la demi-hyperbole est ouverte

-une Isochore (sous entendu "courbe isochore", à volume V constant") est la courbe de la pression p, en fonction de la température T

Pour un gaz parfait, à chaque volume donné, c'est une droite parallèle à l'axe des x (pressions)

Le diagramme est l'ensemble (abaque) des diverses demi-droites, résultant des divers volumes de l'expérience

Plus le volume est fort, plus la droite est proche de l'axe des x (pressions)

 

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-degré de....(en PHYSIQUE)

Degré (mot utilisé en Physique) signifie "importance" ou "quantité" ou "nombre"  Les principaux types de degrés sont >>

DEGRÉ (ou FACTEUR) d’AMORTISSEMENT ÉLECTRIQUE

F’s = 1 / F’q = (R.C)1/2 / 2(L)1/2

où F’s(qui est aussi = R / Zr ) est un nombre exprimant le degré d’amortissement électrique

R(Ω)= résistance, C(F)= capacité et L(H)= inductance du circuit

Zr (Ω)= réactance

 

DEGRÉ de DÉSORDRE

Dans le 2° principe de thermodynamique

ΔS > 0 ce qui signifie que l’entropie S (c’est à dire le degré de désordre) d’un système isolé ne peut diminuer

 

DEGRÉ d'HUMIDITÉ

C'est le rapport :(masse de vapeur d’eau retenue dans l'air) / (masse de vapeur de saturation dans même volume et même température)

Ce degré d'humidité est exprimé en % (valeurs usuelles 40 à 60 %)

 

DEGRÉ de LIBERTÉ

Cas général

Si ng grandeurs variables ont entre elles nr relations, leur degré de liberté est

nl = ng- nr(avec nr < ng)

Cas d’une particule (porteuse d’énergie)celle-ci a tendance à exprimer son énergie à travers des mouvements, exprimés avec divers paramètres spatio-temporels, qui sont des degrés de liberté (nl)

>> Pour un mouvement général il y a 3 degrés de liberté (les coordonnées), puis 3 degrés pour la rotation et 3 degrés pour la vibration

>> Pour les gaz monoatomiques il y en a 3n degrés(de translation) + 0 à 3n (de vibration), selon la température

>> Pour les gaz diatomiques il y en a 3n (de translation) + 2n (de rotation) + 0 à 3n de vibration selon la température

>> Pour les gaz polyatomiques il y en a 3n (de translation) + 3n (de rotation) + 0 à 3n de vibration selon la température

>> Pour les solides il y en a 3n (de translation) + 3n (de vibration)

>> Loi d’équipartition : lénergie thermique des particules étant répartie statistiquement en égalité sur chaque degré de liberté, on a la relation :

Ey= (n .k.T) / 2

avec Ey(J)= énergie moyenne d’une particule

n = nombre de degrés de liberté (ceux de vibration sont négligés à température ambiante)

T(K)= température absolue

k(J/K)= entropie, prenant ici la valeur particulière = 1,381.10-23J/K (constante de Boltzmann)

Donc pour les gaz monoatomiques (Ex: gaz rares) Ey= (3.k.T) / 2

-pour les gaz diatomiques (Ex: H², O², N²....) Ey= (5.k.T) / 2

-pour les polyatomiques (Ex: gaz composés) Ey= (6.k.T) / 2

 

DEGRÉ de POLYMÉRISATION

La valeur de la masse molaire m’pd’un polymère est fonction du nombre n de ses composants moléculaires, dit "degré de polymérisation":

m’p= n.m’m (m’m étant la masse moléculaire du monomère)

 

DEGRÉ de RÉFLEXION LUMINEUSE

Synonyme de coefficient de réflexion lumineuse, c'est : yρ= Pr/ Pi

avec yρ = degré de réflexion (ou coefficient de réflexion lumineuse)

Pi et Pr(lx-m²)= respectivement puissance incidente lumineuse reçue et puissance réfléchie par le matériau

Valeurs pratiques de yρ : tissu noir(5%)--zinc(60%)--neige(90%)

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-densité (en Physique)

Une Densitéest un rapport entre 2 paramètres de grandeurs.

C'est un terme très usité mais, s'il est utilisé seul, il n'a aucune signification, tant que l’on n’a pas précisé sa qualité (son "adjectif")

On doit en effet distinguer :

-une densité linéique : il s'agit d'une grandeur, ramenée à sa longueur (éventuellement à sa longueur d'onde, auquel cas elle est dite spectrique)

-une densité logarithmique : cas d'une densité optique, ramenée à sa forme logarithmique (un coefficient d’opacité)

-une densité relative : on compare ici une densité à une autre densité similaire de référence

-une densité spatiale : quand on est dans l'espace pour parler de densité, il s'agit d'une grandeur ramenée à un angle solide

-une densité spectrale : quand il s'agit de la qualité d'un spectre

-une densité surfacique (ou superficielle) : on traite ici d'une grandeur en la comparant à une surface (ou une section)

-une densité volumique (ou cubique) : quand une grandeur est comparée à un volume

-nota : une expression du genre " Densité de flux de" ... ou " Densité de courant de " .... ne veut rien dire, car la densité peut être linéique, volumique ou n’importe quoi d’autre : il faut préciser et dire (dans les expressions évoquées) : Densité (par exemple volumique)...de flux...ou de courant

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-densité volumique

La densité volumique d'une grandeur signifie que la grandeur est ramenée à (ou incluse dans) un certain volume

on dit parfois "densité cubique " -ou même souvent, hélas en abrégé- simplement "densité de" (et il faut deviner que c'est volumique, dans le contexte)

On utilise surtout (se reporter à chaque chapitre distinct) >>>

-densité volumique de charge (électrique

-densité volumique de charge magnétique

-densité volumique d’énergie

-densité volumique de force (qui est le synonyme de Poids spécifique)

-densité volumique de matière (baryonique) qui est synonyme de:

Masse volumique & Titre

-densité volumique de particules

-densité volumique de puissance (qui est synonyme de Puissance volumique)

-densité volumique de quantité de mouvement (qui est synonyme de densité volumique d'impulsion et de flux de masse surfacique)

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