Unités de mesure

INTRODUCTION AUX STAPS
ANNEE UNIVERSITAIRE 2004/2005
SEMESTRE 1 - L1
TD Unités de mesure du système international :
application aux STAPS
1.
2.
3.
4.
5.
Petite introduction
Les sept unités de base
Règles d’écriture
Liste des unités SI et de leurs multiples et sous-multiples
Exemples concrets en STAPS
Documents à projeter :
- tableau des sept unités de base
- règles d’écriture
Document à distribuer aux étudiants :
- liste des multiples et sous-multiples décimaux
- liste par nom des unités SI et de leurs multiples et sous-multiples recommandés
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1. Petite introduction
L’objectif de ce cours est de donner des règles de base de l’utilisation des unités de
mesure et de bien différencier les unités pour les utiliser pertinemment dans tous les cours de
la formation.
Le système international a pour objectif depuis le XVIIIe siècle d’uniformiser les
différentes méthodes de mesure, que ce soit pour le temps, la distance, la masse, etc. C’est la
France qui est pionnière dans l’uniformisation des unités sous l’impulsion de Talleyrand en
1790. En 1875, après de nombreux bouleversements dans la définition des unités de mesure
de référence, 17 états signent « la convention du mètre ». Celle-ci crée la « Conférence
Générale des Poids et Mesures (CGPM) » et le « Bureau International des Poids et des
Mesures (BIPM) » qui trouve son siège à Paris, berceau du système métrique.
En 1960, la XIeme Conférence générale des Poids et Mesures a défini les sept unités
de base du Système international d’unités (SI) fondé sur le système métrique. Les unités de
mesure légales en France font l’objet du décret n°61-501 du 3 mai 1961 modifié par plusieurs
décrets. Ces textes rendent obligatoire l’utilisation du système métrique décimal à sept unités
de base, appelé « système international d’unité ».
L’objectif de tout ceci est donc de favoriser l’échange international et d’uniformiser
les unités de mesure aussi bien dans le domaine économique, scientifique, technique que
sportif.
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2. Les sept unités de base
Liste des unités et sous-unités par ordre alphabétique à distribuer.
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3. Règles d’écriture
Règles
Exemples
Symboles d'unités
Ils sont écrits en caractères droits
m = mètre, A = Ampère
Ils sont écrits en minuscules sauf si un symbole vient d'un nom
propre
s = seconde, °C = degré
Celsius
Ils ne prennent pas la marque du pluriel
52 m et non 52 ms
Ils s'écrivent à la droite du dernier chiffre du nombre
42,52 km
Ils sont utilisés exclusivement avec les nombres écrits en chiffres;
autrement, le nom de l'unité est écrit en toutes lettres. Cependant,
dans un texte technique, l'expression "40 kilomètres" peut être à la
rigueur utilisée pour une meilleure compréhension.
40 km ou quarante
kilomètres et non
quarante km ou 40
kilomètres
Ils sont identiques dans toutes les langues
On laisse un espace entre le nombre et la première lettre du symbole. 34 mm et non 34mm
15°C et non 15 °C
Dans le cas du degré Celsius, cet espace est supprimé puisque le
cm et non c m
premier caractère du symbole n'est pas une lettre.
On ne laisse pas d'espace entre le symbole du préfixe et le symbole
de l'unité.
kg et non k g
On n'utilise pas le point après le symbole d'unité sauf s'il apparaît à
la fin d'une phrase.
On ne commence pas une phrase par un symbole dans un texte; il
faut écrire l'unité en toutes lettres. On doit éviter de séparer le
symbole du nombre par un changement de ligne.
Nombres
Le signe décimal utilisé est la virgule sur la ligne.
35,62°C
Le signe décimal doit être précédé d'un zéro si la valeur absolue du
nombre est inférieur à un (1).
0,230 m3
Un espace sépare les groupes de trois chiffres à droite et à gauche de 52 423,620 01
la virgule.
0,012 431
L'espace de séparation n'est pas nécessaire lorsque le nombre est
formé de quatre chiffres.
1989
0,6254
Il convient d'employer les décimaux plutôt que les nombres
fractionnaires.
0,75 plutôt que 3/4
Multiplication
On utilise le signe "x" pour indiquer la multiplication entre les
nombres et un point au-dessus de la ligne pour les multiplications
entre symboles d'unités.
24 x 50
N·m
kg · m · s-2
4
Le signe "x" et le point au-dessus de la ligne ne sont pas employés
lorsqu'il s,agit de multiplication entre des lettres ou entre des lettres
et des chiffres.
ab
3 ab
Lorsque celles-ci sont écrites en lettres, les unités composées
obtenues par multiplication s'écrivent avec un trait d'union entre les
unités composantes.
4 N · m = quatre
newtons-mètres
Division
La division s'exprime par le trait horizontal (-) ou le trait oblique (/).
Lorsqu'on écrit au long dans un texte, le trait de division s'exprime
en utilisant le mot "par" entre les noms des unités composantes.
ou 25/2
km/h = kilomètre par
heure
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4. Unités hors SI et les multiples et sous-multiples
4.1 Unités hors SI
Certaines unités hors système sont utilisées légalement en raison de leur importance et
de leur domaine d’utilisation particulier. (Décision du Comité international de 1966).
Unités
Grandeur
temps
angle plan
volume
aire
pression
énergie
Nom
Symbole
Valeur en unités SI
minute
min
1 min = 60 s
heure
h
1 h = 60 min = 3600 s
jour
d
1 d = 24 h = 86 400 s
degré
°
1° = (π/180) rad
minute
'
1' = (1/60)° = (π/10 800) rad
seconde
''
1'' = (1/60) ' = (π/648 000) rad
litre
L
1 L = 1 dm3 = 10-3 m3
are
A
1 A = 100 m²
hectare
ha
1 ha = 1000 m²
bar
bar
millimètre de
mm Hg
mercure
1 mmHg = 133.322 Pa
atmosphère
atm
pascal
Pa
wattheure
Wh
1 atm = 760 mmHg
1 Wh = 3600 J
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4.2 Multiples et sous-multiples
Remarques :
À l'origine, les préfixes avaient des racines latines pour les puissances négatives et grecques
pour les puissances positives. Aujourd'hui, les lettres symboles des préfixes des puissances
négatives s'écrivent en minuscule alors que celles correspondant aux puissances positives sont
en caractères majuscules sauf déca, hecto et kilo.
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5.
Exemples en STAPS
a. Histoire de joules !
Les physiologistes considèrent que la vitesse à partir de laquelle la course est plus
économique que la marche est d'environ 7 km/h. A cette allure, une personne qui coure
dépense 1 kcal par km et par kg.
Quelle est la dépense énergétique totale de ces deux coureurs pendant leur course en kcal et
kj ?
Lisa pèse 50 kg, elle participe à un 15 km.
Toto pèse 65 kg, il participe à un 1/2 marathon.
Réponse :
Elle dépensera donc: 1 kcal x 50 x 15 = 750 kcal ou 3135 kJ
Il dépensera donc: 1 kcal x 65 x 21 = 1365 kcal ou 5706 kJ.
b. Un Reboul à Lapaz !
Dans le but se s’entraîner à une altitude de 3000 m, un sportif est placé dans un caisson
hypobare. Il sait que la pression atmosphérique exprimée en mmHg correspondante à cette
altitude est de 526 mmHg. Quelle est la pression exprimée en atmosphère, en pascal, en torr ?
Réponse :
1 atm = 760 mmHg
Donc 526/760 = 0,69 atm
En pascal : 1 mmHg = 133,22 Pa
Donc 526 x 133,22 = 70073,72
En torr : 1 mmHg = 1 torr
c. Derniers records
En athlétisme les derniers records du monde masculin en courses sont :
- 100m T. MONTGOMERY (USA) 9"78
- 200m M. JOHNSON (USA) 19"32
- 400m M. JOHNSON (USA) 43"18
- 800m W. KIPKETER (DAN) 1'41"11
- 1500m H. EL GUERROUJ (MAR) 3'26"00
- 10 000m K. BEKELE (ETH) 26'20"32
- Marathon P. TERGAT (KEN) 2h04'55"
- 400m haies K. YOUNG (USA) 46"78
pour les femmes :
- 100m F. GRIFFITH-JOYNER (USA) 10"49
- 200m F. GRIFFITH-JOYNER (USA) 21"34
- 400m M. KOCH (RDA) 47"60
- 800m J. KRATOCHVILOVA (TCH) 1'53"28
- 1500m Q. YUNXIA (CHN) 3'50"46
- 10 000m W. JUNXIA (CHN) 29'31"78
- Marathon P. RADCLIFFE (GBR) 2h15'25"
- 400m haies Y. PECHONKINA (RUS) 52"34
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Calculer pour chacune des disciplines la vitesse en km/h afin de comparer les performances et
surtout et se rendre compte des différences entre les différentes distances et entre les hommes
et les femmes.
Hommes et femmes :
- 100 m : 36,08 et 34,21 km/h
- 200 m : 37,26 et 33,73
- 400 m : 33,34 et 30,25
- 800 m :
- 1500 m :
- 10 000 m :
- Marathon :
- 400 m haies :
Méthode :
Temps rapporté sur 1 km (ex : 9"78 x 10 = 97,8)
Puis 1/97,8 * 3600 = vitesse en km/h
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