Introduction
Le système MKS est un système d’unités de mesure physique fondé sur trois unités de base ⁚ le mètre, le kilogramme et la seconde, qui forment la base de la physique fondamentale et des quantités physiques․
Définition du système MKS
Le système MKS est un système d’unités de mesure physique qui définit les unités de base et les unités dérivées pour mesurer les quantités physiques․ Il est fondé sur trois unités de base fondamentales ⁚ le mètre (m) pour la longueur, le kilogramme (kg) pour la masse et la seconde (s) pour le temps․ Ces unités de base sont choisies pour leur stabilité et leur reproductibilité, ce qui permet d’obtenir des mesures précises et fiables․
Le système MKS est utilisé dans de nombreux domaines scientifiques et techniques, tels que la physique, la chimie, la biologie, l’ingénierie et la technologie․ Il permet de définir les unités dérivées pour mesurer les grandeurs physiques telles que la vitesse, l’accélération, la force, l’énergie, etc․
En résumé, le système MKS est un système d’unités de mesure physique qui fournit une base solide pour les mesures précises et fiables dans de nombreux domaines scientifiques et techniques․
Histoire du système MKS
Le système MKS a été développé au XVIIIe siècle à partir du système métrique decimal, créé par l’Académie des sciences française en 1791, pour standardiser les unités de mesure en France et en Europe․
Les origines du système métrique
Les origines du système métrique remontent à la Révolution française, lorsque l’Assemblée nationale française a demandé à l’Académie des sciences de créer un système d’unités de mesure uniforme et cohérent․
En 1790, l’Académie des sciences a chargé une commission, composée de savants tels que Pierre-Simon Laplace, Adrien-Marie Legendre et Joseph-Louis Lagrange, de développer un système de mesure decimal basé sur la mesure de la Terre․
Cette commission a défini le mètre comme la dix-millionième partie de la distance entre l’équateur et le pôle Nord terrestre, et a établi les bases du système métrique decimal․
Ces travaux ont abouti à la création du système métrique en 1791, qui a ensuite évolué pour donner naissance au système MKS․
Évolution du système MKS
L’évolution du système MKS a été marquée par des améliorations continues de la définition et de la précision des unités de base․
Au début du XXe siècle, la définition du kilogramme a été révisée pour être basée sur un étalon de platine-iridium conservé au Bureau international des poids et mesures (BIPM)․
Dans les années 1950 et 1960٫ la définition du mètre a été révisée pour être basée sur la longueur d’onde de la lumière émise par une source de krypton-86․
En 1983, la définition du mètre a été à nouveau révisée pour être basée sur la vitesse de la lumière dans le vide․
Ces évolutions ont permis d’améliorer la précision et la stabilité du système MKS, qui est aujourd’hui utilisé dans de nombreux domaines scientifiques et techniques․
Les unités de base du système MKS
Le système MKS est fondé sur trois unités de base fondamentales ⁚ le mètre (m), unité de longueur, le kilogramme (kg), unité de masse, et la seconde (s), unité de temps․
Le mètre (m) ⁚ unité de longueur
Le mètre est l’unité de base du système MKS qui définit la longueur․ Elle est définie comme la longueur du trajet parcouru par la lumière dans le vide pendant une durée de 1/299 792 458 de seconde․ Cette définition a été adoptée en 1983 par le Comité international des poids et mesures․
Le mètre est utilisé pour mesurer les distances, les longueurs et les largeurs dans de nombreux domaines tels que la physique, la chimie, la biologie, la médecine, l’ingénierie et la technologie․ C’est une unité fondamentale qui permet de définir d’autres unités dérivées telles que le kilomètre, le centimètre, le millimètre, etc․
La précision de la définition du mètre est très importante car elle influence la précision de toutes les mesures qui en découlent․ C’est pourquoi les scientifiques ont développé des méthodes de mesure très précises pour déterminer la valeur du mètre․
Le kilogramme (kg) ⁚ unité de masse
Le kilogramme est l’unité de base du système MKS qui définit la masse․ Il est défini comme la masse d’un cylindre en platine-iridium appelé prototype international du kilogramme, conservé au Bureau international des poids et mesures à Sèvres, en France․
Jusqu’en 2019, le kilogramme était défini par ce prototype, mais cette définition présentait des limitations liées à la stabilité du matériau et à la difficulté de reproduire exactement le prototype․ C’est pourquoi une nouvelle définition a été adoptée, basée sur la constante de Planck, qui relie la masse à l’énergie;
Le kilogramme est utilisé pour mesurer les masses dans de nombreux domaines tels que la physique, la chimie, la biologie, la médecine, l’ingénierie et la technologie․ C’est une unité fondamentale qui permet de définir d’autres unités dérivées telles que le gramme, la tonne, etc․
La seconde (s) ⁚ unité de temps
La seconde est l’unité de base du système MKS qui définit le temps․ Elle est définie comme la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium 133․
Cette définition, adoptée en 1967, remplace la définition précédente basée sur la rotation de la Terre, qui était imprécise et variable․ La seconde est maintenant définie de manière plus précise et plus stable, grâce à la physique quantique․
La seconde est utilisée dans de nombreux domaines tels que la physique, la chimie, la biologie, l’astronomie, la météorologie, etc․ Elle est également utilisée dans les systèmes de navigation, les réseaux de communication et les systèmes de mesure du temps․
Les unités dérivées du système MKS
Les unités dérivées du système MKS sont obtenues en combinant les unités de base pour définir des grandeurs physiques telles que la vitesse, l’accélération, la force, l’énergie, la pression, etc․
Les unités dérivées de la mécanique
Les unités dérivées de la mécanique sont obtenues en combinant les unités de base du système MKS pour définir des grandeurs physiques caractéristiques de la mécanique․
Ces unités dérivées comprennent notamment ⁚
- le mètre par seconde (m/s) pour la vitesse,
- le mètre par seconde carré (m/s²) pour l’accélération,
- le newton (N) pour la force, défini comme un kilogramme-mètre par seconde carré (kg·m/s²),
- le joule (J) pour l’énergie, défini comme un newton-mètre (N·m),
- le pascal (Pa) pour la pression, défini comme un newton par mètre carré (N/m²)․
Ces unités dérivées permettent de décrire et d’analyser les phénomènes mécaniques dans le cadre du système MKS․
Les unités dérivées de la physique fondamentale
Les unités dérivées de la physique fondamentale sont obtenues en combinant les unités de base du système MKS pour définir des grandeurs physiques caractéristiques de la physique fondamentale․
Ces unités dérivées comprennent notamment ⁚
- le hertz (Hz) pour la fréquence, défini comme une seconde à la puissance moins un (s⁻¹),
- le watt (W) pour la puissance, défini comme un joule par seconde (J/s),
- le volt (V) pour la tension électrique, défini comme un joule par coulomb (J/C),
- l’ohm (Ω) pour la résistance électrique, défini comme un volt par ampère (V/A),
- le weber (Wb) pour le flux magnétique, défini comme un joule par ampère (J/A)․
Ces unités dérivées permettent de décrire et d’analyser les phénomènes physiques fondamentaux dans le cadre du système MKS․
Importance du système MKS dans la mesure physique
Le système MKS est essentiel dans la mesure physique car il fournit une référence commune pour exprimer les quantités physiques, garantissant la cohérence et la précision des mesures․
Rôle du système MKS dans la quantité physique
Le système MKS joue un rôle crucial dans la quantité physique en offrant une base solide pour l’expression des grandeurs physiques․ Les unités de base du système MKS, telles que le mètre, le kilogramme et la seconde, permettent de définir les quantités physiques de manière précise et cohérente․
Grâce au système MKS, les scientifiques peuvent exprimer les résultats de leurs mesures et expériences de manière claire et compréhensible, ce qui facilite la communication et la comparaison des données․ De plus, le système MKS permet de dériver d’autres unités à partir des unités de base, ce qui élargit encore sa portée dans la quantité physique․
En somme, le système MKS est essentiel pour définir et mesurer les quantités physiques avec précision et cohérence, ce qui en fait un outil indispensable dans de nombreux domaines scientifiques et techniques․