N°3 - Les unités - niv. 3

N°3 - Les unités - niv. 3

Dès que l’on souhaite effectuer des comparaisons apparaît la notion d’unité (de comparaison).

L’unité est la valeur, l’échelon, auquel on peut comparer les grandeurs à étudier pour évaluer leurs "tailles".

Pour être facile à utiliser, une unité doit être compréhensible et de dimension en rapport avec les phénomènes étudiés.

Il est certain que la première unité de temps utilisée aussi bien par l’homme que beaucoup d’animaux fut celle de la journée. Cette unité est simple à apprécier, la nuit et le jour nous en donne la cadence, et elle est de taille en rapport avec nos préoccupations (cela fait 3 jours qu’il est parti chasser le mammouth).

temps qui passe


Les premières unités de longueur furent définies par celle de nos bras ou de nos pas...

Pour les trajets, la distance que l’on pouvait raisonnablement parcourir en une journée de marche fut probablement utilisée (le gibier est à 3 jours de marche).
Remarque, il ne s’agit plus ici d’une unité de temps, mais d’une unité de longueur à parcourir. Il en est de même pour les "années-lumière" qui permettent de mesurer la distance qui nous sépare des étoiles.


Il est possible que la première unité de masse fût celle qu’un homme pouvait raisonnablement porter sur son dos.

Ces trois premiers exemples furent en quelque sorte les premières unités universelles.
Mais l’homme était trop curieux pour en rester là.
Dès qu’il se mit à commercer et voyager, il dut inventer de nouvelles unités de comparaison pour le temps, les longueurs et les masses transportées ou vendues.

Pour ce qui concerne le temps qui passe, nos ancêtres les plus savants ou les plus religieux étudièrent en détail les mouvements du soleil et des astres. Ils développèrent ainsi leurs capacités de précision et de calculs mathématiques.

Pour les longueurs et les masses, chaque tribu, chaque profession, fit preuve d’imagination.
Revers de la médaille, il en fut dans le domaine des unités comme dans celui des langues, de trop nombreux systèmes rendirent de plus en plus difficile la communication universelle.


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C’est dans le domaine du temps qu’il fut le plus facile de se comprendre puisqu’une journée a sensiblement la même durée sur toute la planète. Cependant le découpage de la journée en 24 heures, puis en 60 minutes, n’est universel que depuis quelques siècles.

Le découpage du temps en 60 unités n’est pas très pratique pour nous puisque nous divisons presque toutes nos autres grandeurs par 10, dans le système dit décimal.
La division du temps en 24 heures, puis en 60 minutes, remonte aux Babyloniens (Irak actuel, 1500 ans avant JC). Elle se répandit dans le monde occidental sous l’impulsion des Grecs et des Romains.
Mais rien n’interdit de découper la journée en 10 unités de temps, si l’on trouve cela plus pratique !

Révolution oblige, le découpage de la journée en 20 heures fut en France proposé par la Convention Nationale en 1795… mais sans succès, car la journée de 2 × 12 = 24 heures n’est pas le fruit du hasard.
En effet, depuis toujours, il a été utile de partager le temps (temps de repos, de tours de garde, etc.), et une quantité de 12 ou de 24 unités est facile à découper en 2, 3 et 4 parties entières. Inversement, si la journée était de 20 heures, on ne parlerait pas dans les usines des "3 x 8" mais des "3 x 6,666"…

Retenons que chacun d’entre nous peut toujours inventer à usage personnel ses propres unités, mais sans grand espoir de les voir devenir universelles...


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Question

Q1 Quelles sont les 3 grandeurs symbolisées ci-dessus?
Elles sont dites fondamentales car beaucoup d''autres grandeurs physiques en découlent.
Pour chacune d'entre elles, il a été défini une unité dite "internationale".
A votre avis, pour chacune de ces 3 grandeurs, quelle est actuellement l'unité internationale adoptée?

Comme nous le verrons dans un prochain chapitre, il a été adopté comme unité internationale,
- la seconde pour le temps,
- le mètre pour les longueurs,
- le kilogramme pour les masses.