Fiche de révision : Mesurer une grandeur physique
En bref
Mesurer une grandeur physique, c'est la comparer à une unité de référence. Toute mesure comporte une incertitude. Il faut savoir convertir des unités, tracer un graphique et suivre un protocole.
Points clés
- Une mesure s'exprime par un nombre suivi d'une unité.
- L'unité légale de longueur est le mètre (m), de masse le kilogramme (kg), de temps la seconde (s).
- Pour convertir, on utilise les préfixes (k, h, da, d, c, m) et les puissances de 10.
- L'incertitude absolue Δx donne un intervalle de confiance : x = x_mes ± Δx.
- L'incertitude relative Δx/x_mes indique la précision (sans unité).
- Un graphique doit avoir des axes gradués, des grandeurs et unités indiquées, et des points expérimentaux visibles.
- Un protocole expérimental décrit les étapes, le matériel et les précautions.
Définitions & formules
Mesure
Résultat de la comparaison d'une grandeur à une unité.
Unité
Grandeur de référence de même nature que la grandeur mesurée.
Conversion
Changement d'unité en multipliant par un facteur de conversion (ex: 1 km = 1000 m).
Incertitude absolue
Δx : demi-étendue de l'intervalle où se trouve la vraie valeur.
Incertitude relative
Δx / x_mes : précision relative de la mesure.
Méthode flash
- 1Choisir l'instrument adapté et vérifier son calibre.
- 2Effectuer la mesure en respectant le protocole (répéter si possible).
- 3Noter la valeur avec l'unité et estimer l'incertitude (précision de l'appareil).
- 4Si besoin, convertir dans l'unité demandée en utilisant les puissances de 10.
Exemple corrigé
Énoncé
On mesure une longueur L = 12,5 cm avec une règle graduée au mm. Donner L avec son incertitude et convertir en m.
Résolution
Incertitude : ΔL = 0,5 mm = 0,05 cm. Donc L = (12,5 ± 0,05) cm. Conversion : 12,5 cm = 12,5 × 10^(-2) m = 0,125 m.
Pièges à éviter
❌ Faux : Oublier l'unité dans le résultat.
✅ Correct : Toute mesure doit être accompagnée de son unité.
❌ Faux : Confondre incertitude absolue et relative.
✅ Correct : L'absolue a la même unité que la mesure ; la relative est sans unité.
❌ Faux : Convertir 1 cm en 0,01 m en déplaçant la virgule de 2 rangs vers la droite.
✅ Correct : 1 cm = 0,01 m : on décale la virgule de 2 rangs vers la gauche.
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