Les mesures
Comment appelle-t-on les quantités qui ne sont pas dérivées d'autres quantités ?
Kim envoie à Philippe une recette pour faire un gâteau. La recette dit d'ajouter de la farine, quelques œufs, un peu de lait, une poignée de sucre et un soupçon de levure chimique. Ensuite, de le faire cuire dans un four très chaud pendant une durée moyenne. À quelle quantité correspond de la farine? À quoi correspond une durée moyenne? Est-ce 15 minutes ou une heure? Philippe se retrouve avec un drôle de mélange.
Et il ne sait pas à quelle température régler le four. Tous ces mots décrivent des quantités qui sont différentes selon les personnes. La main de Philippe est peut-être plus petite que celle de Kim. Quelques œufs pourraient signifier sept pour Philippe et trois pour Kim. Au lieu de dire un peu de lait, tu pourrais dire un quart de litre.
N'importe qui avec une tasse à mesurer peut mesurer un quart de litre. Les mesures permettent aux gens de se communiquer les quantités de choses pour que les deux personnes sachent exactement à quelle quantité se réfère l'autre personne. La mesure vient du mot grec metron, qui signifie portion limitée. Une règle de mesure se compose d'un ensemble de petits espaces identiques qui sont alignés pour constituer un mètre. Si deux personnes utilisent une règle de mesure, elles travaillent toutes les deux avec les mêmes quantités de mesure.
Les quantités sont standard. Une balance donne la quantité de masse en kilogrammes. Un chronomètre mesure le temps en secondes. Les mètres, les kilogrammes et les secondes sont des mesures standard. Ils sont identiques partout dans le monde.
Une règle, une balance et un chronomètre sont des outils de mesure standard. Des quantités comme une poignée, beaucoup, un peu, un battement de cœur et un pas sont différentes selon son utilisateur. Ce sont des mesures non standard. Dans toutes les sciences, seules les unités standard sont acceptables pour la mesure. Cela permet à tout le monde de travailler dans le même système.
Si tu fais une expérience avec une voiture qui pèse mille kilogrammes et qui parcourt vingt mille mètres en trente mille secondes, toute personne connaissant les mesures standard sauront le poids de la voiture, la distance parcourue et le temps qu'il a fallu pour parcourir cette distance. Et si tu voulais connaître la vitesse de la voiture? Tu diviserais la distance par le temps. La vitesse de la voiture est de zéro virgule soixante-sept mètres par seconde (0,67 m/s). La vitesse est composée de la longueur et du temps.
Elle est dérivée de ces deux quantités. La durée et le temps ne dérivent de rien. Ce sont des quantités fondamentales. Pareil pour la masse. Elle est mesurée en kilogrammes.
Il existe d'autres quantités constituées de quantités fondamentales. La surface d'un objet est calculée en multipliant deux longueurs. Elle est mesurée en mètres carrés. Elle est dérivée de deux mesures de longueur. Le volume est composé de trois mesures de longueur différentes.
Et la force est constituée de masse, en kilogrammes, et d'accélération, qui à son tour est composée de mètres et de secondes. La vitesse, la surface, le volume et la force sont considérés comme des quantités dérivées car ils sont constitués de quantités fondamentales, telles que la masse, la longueur et le temps. Après avoir appris les mesures standard, Philippe obtient une recette différente de Kim. Maintenant, il peut l'utiliser pour cuisiner.