1. Notation Scientifique#
Objectifs d’apprentissage
À la fin de cette section, vous pourrez :
Effectuer des conversions d’unités dans les unités du Système International (SI).
Expliquer les préfixes les plus courants dans les unités SI et être capable de les écrire en notation scientifique.
Déterminer le nombre approprié de chiffres significatifs à utiliser dans les calculs.
Calculer l’incertitude et l’incertitude relative (en \(\%\)) d’une mesure.
L’éventail des objets et des phénomènes étudiés en physique est immense. De la durée de vie incroyablement courte d’un noyau à l’âge de la Terre, de la minuscule taille des particules subnucléaires à l’immense distance qui nous sépare des confins de l’univers connu, de la force exercée par une puce sauteuse à la force entre la Terre et le Soleil, il existe suffisamment de facteurs de \(10\) pour défier l’imagination même du scientifique le plus expérimenté. Donner des valeurs numériques pour les grandeurs physiques et des équations pour les principes physiques nous permet de comprendre la nature beaucoup plus profondément que ne le fait la seule description qualitative. Pour comprendre ces vastes gammes, nous devons également avoir accepté les unités dans lesquelles les exprimer. Et nous constaterons que (même dans le débat potentiellement banal sur les mètres, les kilogrammes et les secondes) une profonde simplicité de la nature apparaît : la plupart des grandeurs physiques peuvent être exprimées comme des combinaisons de seulement quatre grandeurs physiques fondamentales : la longueur, la masse, le temps et le courant électrique.
Nous définissons une grandeur physique soit en spécifiant comment elle est mesurée, soit en indiquant comment elle est calculée à partir d’autres mesures. Par exemple, nous définissons la distance et le temps en spécifiant les méthodes permettant de les mesurer, tandis que nous définissons la vitesse moyenne en indiquant qu’elle est calculée comme la distance parcourue divisée par le temps de trajet.
Les mesures de grandeurs physiques sont exprimées en termes d’ unités, qui sont des valeurs standardisées. Par exemple, la longueur d’une course, qui est une grandeur physique, peut être exprimée en mètres (pour les sprinteurs) ou en kilomètres (pour les coureurs de fond). Sans unités standardisées, il serait extrêmement difficile pour les scientifiques d’exprimer et de comparer les valeurs mesurées de manière significative.