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Chapitre 1

Chap 1 : Mesure des grandeurs physiques et chimiques

Lecture : 19 minQuiz de 12 questions

# Chap 1 : Mesure des grandeurs physiques et chimiques ## Objectifs et prérequis **Objectifs** : À l’issue de ce chapitre, l’élève sera capable de : - Identifier les grandeurs physiques et chimiques mesurables en Première (longueur, masse, temps, température, intensité de courant électrique, quantité de matière, intensité lumineuse). - Choisir l’instrument de mesure adapté à une grandeur donnée et justifier son choix. - Lire correctement une mesure sur un instrument analogique ou numérique. - Définir la notion d’incertitude de mesure et distinguer incertitude absolue, incertitude relative et incertitude pourcentage. - Calculer l’incertitude sur une mesure directe et sur une grandeur résultant d’opérations (somme, différence, produit, quotient, puissance). - Exprimer un résultat de mesure avec son incertitude selon les règles de la notation scientifique et des chiffres significatifs. - Appliquer ces notions à des situations concrètes de physique et de chimie (mesure de volume, de masse, de température, de tension électrique, etc.). **Prérequis** : - Maîtrise des opérations de base (addition, soustraction, multiplication, division) et des puissances de 10. - Connaissance des unités du Système International (SI) : mètre (m), kilogramme (kg), seconde (s), kelvin (K), ampère (A), mole (mol), candela (cd). - Notion de grandeur physique et de grandeur chimique (vue en Seconde). - Familiarité avec les instruments de mesure de base (règle, balance, thermomètre, chronomètre, voltmètre, ampèremètre, éprouvette graduée). - Capacité à lire une échelle graduée et à estimer la moitié d’une division. --- ## I. Mesures des grandeurs physiques et chimiques du programme d’étude ### A. Les grandeurs fondamentales du Système International (SI) En physique et en chimie, on mesure des **grandeurs physiques** (longueur, masse, temps, température, intensité de courant électrique, intensité lumineuse) et des **grandeurs chimiques** (quantité de matière). Le Système International d’Unités (SI) définit sept unités de base, chacune associée à une grandeur fondamentale : | Grandeur fondamentale | Symbole de l’unité | Nom de l’unité | Instrument de mesure typique | |------------------------|--------------------|----------------|-------------------------------| | Longueur | $m$ | mètre | Règle, pied à coulisse, ruban métrique | | Masse | $kg$ | kilogramme | Balance électronique, balance à fléau | | Temps | $s$ | seconde | Chronomètre, horloge atomique | | Température | $K$ | kelvin | Thermomètre à mercure, thermocouple, thermistance | | Intensité de courant électrique | $A$ | ampère | Ampèremètre, multimètre | | Quantité de matière | $mol$ | mole | Pas d’instrument direct : calculée à partir de la masse et de la masse molaire | | Intensité lumineuse | $cd$ | candela | Phénométre (rarement utilisé en Première) | > **À retenir** : Les sept unités de base du SI sont indépendantes et définissent toutes les autres unités dérivées (ex. : $m/s$ pour la vitesse, $kg/m^3$ pour la densité, $mol/L$ pour la concentration). ### B. Mesure des grandeurs physiques courantes en Première #### 1. Longueur On mesure la longueur avec une règle graduée en millimètres (mm). La plus petite division est généralement 1 mm. **Lecture** : On estime la mesure au dixième de la plus petite division, soit 0,1 mm. **Exemple** : Une règle montre une longueur entre 42 mm et 43 mm. On estime qu’elle est à 42,6 mm. → Mesure : $l = 42,6 \text{ mm} = 0,0426 \text{ m}$ #### 2. Masse On utilise une balance électronique affichant la masse en grammes (g) ou kilogrammes (kg). **Lecture** : La balance donne directement la valeur avec un certain nombre de décimales (ex. : 0,01 g). **Exemple** : Une balance affiche 25,37 g. → Mesure : $m = 25,37 \text{ g} = 0,02537 \text{ kg}$ #### 3. Temps On utilise un chronomètre numérique affichant en secondes avec deux décimales (centièmes de seconde). **Lecture** : La valeur affichée est prise telle quelle. **Exemple** : Un chronomètre affiche 12,45 s après le démarrage. → Mesure : $t = 12,45 \text{ s}$ #### 4. Température On utilise un thermomètre à mercure ou numérique. - Thermomètre à mercure : échelle en °C, division de 0,5 °C ou 1 °C. On estime au dixième de division. - Thermomètre numérique : affichage direct en °C avec une décimale (ex. : 23,4 °C). **Conversion en kelvin** : $T(K) = T(°C) + 273,15$ **Exemple** : Thermomètre à mercure : lecture entre 23,0 °C et 23,5 °C → estimé à 23,3 °C. → $T = 23,3 °C = 296,45 K$ → On arrondit à 296,5 K (voir règles des chiffres significatifs plus loin). #### 5. Intensité de courant électrique On utilise un ampèremètre ou un multimètre en mode ampèremètre. **Lecture** : Valeur affichée en ampères (A) ou milliampères (mA). **Exemple** : Multimètre affiche 0,85 A. → Mesure : $I = 0,85 \text{ A}$ #### 6. Quantité de matière On ne mesure pas directement la quantité de matière. On la calcule à partir de la masse mesurée et de la masse molaire connue : $$n = \frac{m}{M}$$ où $m$ est la masse en grammes, $M$ la masse molaire en g/mol, $n$ la quantité de matière en mol. **Exemple** : On pèse 12,0 g de carbone ($M = 12,01 \text{ g/mol}$). $$n = \frac{12,0}{12,01} = 0,999 \text{ mol} \approx 1,00 \text{ mol}$$ → On garde trois chiffres significatifs car la masse est donnée à trois chiffres (12,0). #### 7. Intensité lumineuse Rarement mesurée en Première. On sait qu’elle se mesure en candela (cd) avec un photomètre, mais on ne l’utilise pas dans les expériences courantes du programme. > **À retenir** : Pour chaque grandeur, on doit connaître l’instrument approprié, sa précision (plus petite division ou résolution), et la manière de lire la mesure (estimation au dixième de division pour les instruments analogiques, lecture directe pour les numériques). ### C. Exercices d’application corrigés – Mesure des grandeurs **Exercice 1** : On mesure la longueur d’un objet avec une règle graduée en mm. La lecture se situe entre 87 mm et 88 mm. On estime qu’elle est à 87,4 mm. a) Exprimer cette longueur en mètres. b) Combien de chiffres significatifs cette mesure comporte-t-elle ? **Corrigé** : a) $l = 87,4 \text{ mm} = 87,4 \times 10^{-3} \text{ m} = 0,0874 \text{ m}$ b) La mesure 87,4 mm comporte trois chiffres significatifs (8, 7, 4). Le zéro à gauche ne compte pas. → Réponse : $0,0874 \text{ m}$, trois chiffres significatifs. **Exercice 2** : Une balance électronique affiche la masse d’un échantillon de sel comme 4,56 g. a) Quelle est la précision de cette balance ? b) Exprimer cette masse en kg. c) Combien de chiffres significatifs ? **Corrigé** : a) La balance affiche deux décimales → précision de 0,01 g. b) $m = 4,56 \text{ g} = 4,56 \times 10^{-3} \text{ kg} = 0,00456 \text{ kg}$ c) 4,56 a trois chiffres significatifs. → Réponse : $0,00456 \text{ kg}$, trois chiffres significatifs. **Exercice 3** : Un thermomètre à mercure indique une température entre 18,0 °C et 18,5 °C. On estime la lecture à 18,3 °C. a) Convertir cette température en kelvin. b) Combien de chiffres significatifs faut-il garder après conversion ? **Corrigé** : a) $T(K) = 18,3 + 273,15 = 291,45 \text{ K}$ b) La mesure initiale 18,3 °C a trois chiffres significatifs. L’addition de 273,15 (nombre exact) ne change pas la précision : on garde trois chiffres significatifs. → On arrondit 291,45 K à 291 K (car le troisième chiffre significatif est les unités : 291 a trois chiffres : 2, 9, 1). → Réponse : $291 \text{ K}$, trois chiffres significatifs. **Exercice 4** : On dissout 5,85 g de NaCl ($M = 58,44 \text{ g/mol}$) dans de l’eau. Calculer la quantité de matière de NaCl. **Corrigé** : $$n = \frac{m}{M} = \frac{5,85}{58,44} = 0,1001 \text{ mol}$$ La masse 5,85 g a trois chiffres significatifs, la masse molaire 58,44 en a quatre. Le résultat doit être exprimé avec trois chiffres significatifs (la moindre précision). → $n = 0,100 \text{ mol}$ → Réponse : $0,100 \text{ mol}$ --- ## II. Notion d’incertitude sur la mesure ### A. Définition et types d’incertitude Aucune mesure n’est exacte. Toute mesure comporte une **incertitude**, qui quantifie le doute sur la valeur vraie de la grandeur mesurée. L’incertitude dépend de l’instrument utilisé, de la méthode de lecture, et des conditions de mesure (température, vibrations, etc.). On distingue trois types d’incertitude : 1. **Incertitude absolue** ($\Delta x$) : exprimée dans la même unité que la grandeur mesurée. Elle représente l’intervalle dans lequel on croit que la valeur vraie se trouve. 2. **Incertitude relative** ($\frac{\Delta x}{x}$) : rapport de l’incertitude absolue à la valeur mesurée. Elle est sans unité. 3. **Incertitude pourcentage** : incertitude relative multipliée par 100. Elle s’exprime en %. > **À retenir** : > - Incertitude absolue : $\Delta x$ (même unité que $x$) > - Incertitude relative : $\dfrac{\Delta x}{x}$ (sans unité) > - Incertitude pourcentage : $\dfrac{\Delta x}{x} \times 100\%$ ### B. Détermination de l’incertitude absolue d’une mesure directe Pour une mesure directe (lecture sur un instrument), l’incertitude absolue dépend de la précision de l’instrument : - **Instrument analogique** (règle, thermomètre à mercure, etc.) : $\Delta x = \dfrac{1}{2} \times \text{plus petite division}$ (on estime au dixième de division → incertitude = demi-division) - **Instrument numérique** (balance électronique, chronomètre, multimètre) : $\Delta x = \text{dernier chiffre affiché}$ (ex. : si affiché à 0,01 g près → $\Delta x = 0,01 \text{ g}$) > **À retenir** : > - Pour un instrument analogique : $\Delta x = \dfrac{d}{2}$ où $d$ est la plus petite division. > - Pour un instrument numérique : $\Delta x = \text{résolution de l’affichage}$ (dernier chiffre significatif affiché). #### Exemples résolus **Exemple 1** : Mesure de longueur avec une règle graduée en mm ($d = 1 \text{ mm}$). → $\Delta l = \dfrac{1}{2} \times 1 \text{ mm} = 0,5 \text{ mm} = 0,0005 \text{ m}$ Si on mesure $l = 42,6 \text{ mm}$, alors : $l = (42,6 \pm 0,5) \text{ mm}$ ou en mètres : $l = (0,0426 \pm 0,0005) \text{ m}$ **Exemple 2** : Masse mesurée avec une balance électronique affichant 25,37 g (précision 0,01 g). → $\Delta m = 0,01 \text{ g}$ → $m = (25,37 \pm 0,01) \text{ g}$ **Exemple 3** : Temps mesuré avec un chronomètre affichant 12,45 s (précision 0,01 s). → $\Delta t = 0,01 \text{ s}$ → $t = (12,45 \pm 0,01) \text{ s}$ **Exemple 4** : Température mesurée avec un thermomètre à mercure (division = 0,5 °C), lecture estimée à 23,3 °C. → Plus petite division $d = 0,5 °C$ → $\Delta T = \dfrac{0,5}{2} = 0,25 °C$ → $T = (23,3 \pm 0,25) °C$ → En kelvin : $T = (296,45 \pm 0,25) K$ → On arrondit l’incertitude à un seul chiffre significatif (voir plus loin) : $\Delta T = 0,3 K$ → Puis on arrondit la valeur centrale à la même décimale : $T = (296,5 \pm 0,3) K$ > **À retenir** : L’incertitude absolue doit être exprimée avec **un seul chiffre significatif** (exception : si ce chiffre est 1 ou 2, on peut en garder deux pour éviter une perte de précision excessive). La valeur centrale de la mesure doit être arrondie à la même décimale que l’incertitude. #### Exercice d’application – Incertitude directe **Exercice 5** : On mesure la largeur d’une feuille de papier avec une règle graduée en mm. La lecture se situe entre 209 mm et 210 mm. On estime qu’elle est à 209,6 mm. a) Déterminer l’incertitude absolue de cette mesure. b) Exprimer le résultat sous la forme $x \pm \Delta x$ en mm et en m. c) Calculer l’incertitude relative et l’incertitude pourcentage. **Corrigé** : a) Plus petite division $d = 1 \text{ mm}$ → $\Delta l = \dfrac{1}{2} \times 1 = 0,5 \text{ mm}$ b) $l = (209,6 \pm 0,5) \text{ mm}$ En mètres : $209,6 \text{ mm} = 0,2096 \text{ m}$ ; $0,5 \text{ mm} = 0,0005 \text{ m}$ → $l = (0,2096 \pm 0,0005) \text{ m}$ c) Incertitude relative : $\dfrac{\Delta l}{l} = \dfrac{0,5}{209,6} = 0,002385...$ Incertitude pourcentage : $0,002385 \times 100 = 0,2385\%$ On arrondit l’incertitude absolue à un chiffre significatif : déjà 0,5 (un chiffre). On arrondit l’incertitude relative et pourcentage à deux chiffres significatifs (puisque l’incertitude absolue en a un, on garde deux pour la relative afin de ne pas perdre trop de précision) : → Incertitude relative : $2,4 \times 10^{-3}$ → Incertitude pourcentage : $0,24\%$ → Réponse finale : $l = (209,6 \pm 0,5) \text{ mm} = (0,2096 \pm 0,0005) \text{ m}$ Incertitude relative : $2,4 \times 10^{-3}$ Incertitude pourcentage : $0,24\%$ ### C. Propagation de l’incertitude sur les opérations Lorsque l’on calcule une grandeur résultant d’opérations sur des mesures mesurées, l’incertitude se propage selon des règles spécifiques. #### 1. Somme ou différence : $z = x \pm y$ → $\Delta z = \sqrt{(\Delta x)^2 + (\Delta y)^2}$ *(On utilise la somme des carrés pour éviter l’annulation des erreurs ; en Première, on peut aussi utiliser l’approximation $\Delta z \approx \Delta x + \Delta y$ si les incertitudes sont indépendantes et de même ordre de grandeur, mais la règle rigoureuse est la racine carrée de la somme des carrés.)* > **À retenir** : Pour une somme ou une différence : $\Delta z = \sqrt{(\Delta x)^2 + (\Delta y)^2}$ #### 2. Produit ou quotient : $z = x \times y$ ou $z = \dfrac{x}{y}$ → $\dfrac{\Delta z}{z} = \sqrt{ \left( \dfrac{\Delta x}{x} \right)^2 + \left( \dfrac{\Delta y}{y} \right)^2 }$ → Puis $\Delta z = z \times \sqrt{ \left( \dfrac{\Delta x}{x} \right)^2 + \left( \dfrac{\Delta y}{y} \right)^2 }$ > **À retenir** : Pour un produit ou un quotient : l’incertitude relative du résultat est la racine carrée de la somme des carrés des incertitudes relatives. #### 3. Puissance : $z = x^n$ (où $n$ est un nombre entier connu exactement) → $\dfrac{\Delta z}{z} = |n| \cdot \dfrac{\Delta x}{x}$ → Puis $\Delta z = z \cdot |n| \cdot \dfrac{\Delta x}{x}$ > **À retenir** : Pour une puissance : l’incertitude relative du résultat est égale à la valeur absolue de l’exposant multipliée par l’incertitude relative de la base. #### Exemples résolus de propagation **Exemple 5** : On mesure deux longueurs : $l_1 = (10,2 \pm 0,2) \text{ cm}$ $l_2 = (5,8 \pm 0,1) \text{ cm}$ On veut calculer la longueur totale $L = l_1 + l_2$. **Corrigé** : Valeur centrale : $L = 10,2 + 5,8 = 16,0 \text{ cm}$ Incertitude absolue : $\Delta L = \sqrt{(0,2)^2 + (0,1)^2} = \sqrt{0,04 + 0,01} = \sqrt{0,05} = 0,2236... \text{ cm}$ On arrondit l’incertitude à un chiffre significatif : $0,2 \text{ cm}$ (puisque 0,22 → le premier chiffre non nul est 2, on garde un chiffre : 0,2) On arrondit la valeur centrale à la même décimale : 16,0 cm (déjà à une décimale) → $L = (16,0 \pm 0,2) \text{ cm}$ Vérification avec l’approximation linéaire : $\Delta L \approx 0,2 + 0,1 = 0,3 \text{ cm}$ → surestimation, donc la règle de la racine carrée est préférable. **Exemple 6** : On mesure la masse $m = (25,37 \pm 0,01) \text{ g}$ et le volume $V = (10,0 \pm 0,2) \text{ mL}$ d’un liquide. On veut calculer sa densité $\rho = \dfrac{m}{V}$. **Corrigé** : Valeur centrale : $\rho = \dfrac{25,37}{10,0} = 2,537 \text{ g/mL}$ Incertitude relative de $m$ : $\dfrac{0,01}{25,37} = 0,000394$ Incertitude relative de $V$ : $\dfrac{0,2}{10,0} = 0,02$ Incertitude relative de $\rho$ : $\dfrac{\Delta \rho}{\rho} = \sqrt{(0,000394)^2 + (0,02)^2} = \sqrt{0,000000155 + 0,0004} = \sqrt{0,000400155} = 0,0200039...$ On arrondit l’incertitude relative à un chiffre significatif : $0,02$ (puisque le premier chiffre non nul est 2) → $\Delta \rho = \rho \times 0,02 = 2,537 \times 0,02 = 0,05074 \text{ g/mL}$ On arrondit l’incertitude absolue à un chiffre significatif : $0,05 \text{ g/mL}$ On arrondit la valeur centrale à la même décimale : 2,537 → on garde deux décimales car l’incertitude est à la deuxième décimale (0,05) → 2,54 g/mL → $\rho = (2,54 \pm 0,05) \text{ g/mL}$ Vérification : l’incertitude relative est d’environ 2%, ce qui correspond à l’incertitude dominante du volume (2%). **Exemple 7** : On mesure le rayon d’une bille : $r = (2,50 \pm 0,05) \text{ mm}$. On veut calculer son volume $V = \dfrac{4}{3} \pi r^3$. **Corrigé** : Valeur centrale : $V = \dfrac{4}{3} \pi (2,50)^3 = \dfrac{4}{3} \pi \times 15,625 = 65,4498... \text{ mm}^3 \approx 65,4 \text{ mm}^3$ Incertitude relative de $r$ : $\dfrac{0,05}{2,50} = 0,02$ Comme $V \propto r^3$, l’exposant $n = 3$ → Incertitude relative de $V$ : $|3| \times 0,02 = 0,06$ → $\Delta V = V \times 0,06 = 65,4 \times 0,06 = 3,924 \text{ mm}^3$ On arrondit l’incertitude absolue à un chiffre significatif : $4 \text{ mm}^3$ On arrondit la valeur centrale à la même décimale : 65,4 → on garde aucune décimale car l’incertitude est à l’unité (4) → 65 mm³ → $V = (65 \pm 4) \text{ mm}^3$ Vérification : l’incertitude relative est d’environ 6%, ce qui est cohérent avec 3 fois l’incertitude relative du rayon (2%). > **À retenir** : Lors de la propagation, on calcule toujours : > 1. La valeur centrale avec la formule exacte. > 2. L’incertitude (absolue ou relative selon l’opération). > 3. On arrondit l’incertitude absolue à **un seul chiffre significatif** (deux si ce chiffre est 1 ou 2). > 4. On arrondit la valeur centrale au même ordre de décimale que l’incertitude absolue. #### Exercice d’application – Propagation d’incertitude **Exercice 8** : On mesure la longueur d’un fil : $l = (1,25 \pm 0,02) \text{ m}$ et le temps d’une oscillation : $T = (2,00 \pm 0,05) \text{ s}$. On veut calculer la vitesse $v = \dfrac{l}{T}$. **Corrigé** : Valeur centrale : $v = \dfrac{1,25}{2,00} = 0,625 \text{ m/s}$ Incertitude relative de $l$ : $\dfrac{0,02}{1,25} = 0,016$ Incertitude relative de $T$ : $\dfrac{0,05}{2,00} = 0,025$ Incertitude relative de $v$ : $\dfrac{\Delta v}{v} = \sqrt{(0,016)^2 + (0,025)^2} = \sqrt{0,000256 + 0,000625} = \sqrt{0,000881} = 0,02968...$ On arrondit l’incertitude relative à un chiffre significatif : $0,03$ → $\Delta v = v \times 0,03 = 0,625 \times 0,03 = 0,01875 \text{ m/s}$ On arrondit l’incertitude absolue à un chiffre significatif : $0,02 \text{ m/s}$ On arrondit la valeur centrale à la même décimale : 0,625 → on garde deux décimales car l’incertitude est à la deuxième décimale (0,02) → 0,63 m/s → $v = (0,63 \pm 0,02) \text{ m/s}$ Incertitude relative : $0,03$ Incertitude pourcentage : $3\%$ → Réponse : $v = (0,63 \pm 0,02) \text{ m/s}$, incertitude relative $3,0 \times 10^{-2}$, incertitude pourcentage $3,0\%$ **Exercice 9** : On mesure la masse d’un gaz : $m = (0,500 \pm 0,005) \text{ g}$ et on connaît exactement sa masse molaire : $M = 28,0 \text{ g/mol}$ (valeur exacte, pas d’incertitude). On veut calculer la quantité de matière $n = \dfrac{m}{M}$. **Corrigé** : Valeur centrale : $n = \dfrac{0,500}{28,0} = 0,017857... \text{ mol} \approx 0,0179 \text{ mol}$ Comme $M$ est exacte, l’incertitude vient uniquement de $m$ : Incertitude relative de $n$ = incertitude relative de $m$ = $\dfrac{0,005}{0,500} = 0,01$ → $\Delta n = n \times 0,01 = 0,0179 \times 0,01 = 0,000179 \text{ mol}$ On arrondit l’incertitude absolue à un chiffre significatif : $0,0002 \text{ mol}$ On arrondit la valeur centrale à la même décimale : 0,0179 → on garde quatre décimales car l’incertitude est à la quatrième décimale (0,0002) → 0,0179 mol → $n = (0,0179 \pm 0,0002) \text{ mol}$ Vérification : l’incertitude relative est de 1%, cohérente avec l’incertitude sur la masse. → Réponse : $n = (0,0179 \pm 0,0002) \text{ mol}$ --- ## Synthèse du chapitre - Les grandeurs physiques et chimiques mesurables en Première sont : longueur, masse, temps, température, intensité de courant électrique, quantité de matière, intensité lumineuse. - Chaque grandeur possède une unité de base du SI et un instrument de mesure adapté (règle, balance, chronomètre, thermomètre, ampèremètre, etc.). - La lecture d’une mesure sur un instrument analogique nécessite une estimation au dixième de la plus petite division ; sur un instrument numérique, on lit directement la valeur affichée. - Toute mesure comporte une incertitude, qui quantifie le doute sur la valeur vraie. - L’incertitude absolue dépend de la précision de l’instrument : - Analogique : $\Delta x = \dfrac{d}{2}$ - Numérique : $\Delta x = \text{résolution de l’affichage}$ - L’incertitude relative est $\dfrac{\Delta x}{x}$ ; l’incertitude pourcentage est $\dfrac{\Delta x}{x} \times 100\%$. - L’incertitude absolue doit être exprimée avec un seul chiffre significatif (deux si ce chiffre est 1 ou 2) ; la valeur centrale doit être arrondie au même ordre de décimale. - Pour propager l’incertitude : - Somme/différence : $\Delta z = \sqrt{(\Delta x)^2 + (\Delta y)^2}$ - Produit/quotient : $\dfrac{\Delta z}{z} = \sqrt{ \left( \dfrac{\Delta x}{x} \right)^2 + \left( \dfrac{\Delta y}{y} \right)^2 }$ - Puissance $z = x^n$ : $\dfrac{\Delta z}{z} = |n| \cdot \dfrac{\Delta x}{x}$ - Après propagation, on applique les mêmes règles d’arrondi : incertitude à un chiffre significatif, valeur centrale arrondie à la même décimale. - Ces notions permettent d’exprimer un résultat de mesure de manière honnête et scientifiquement valable, essentielle en physique expérimentale et en chimie de laboratoire. --- ## Glossaire - **Grandeur physique** : propriété d’un système pouvant être quantifiée par une mesure et exprimée par un nombre et une unité (ex. : longueur, masse, temps). - **Grandeur chimique** : grandeur liée à la quantité de substance ou à la composition d’un système (ex. : quantité de matière, concentration). - **Système International d’Unités (SI)** : système d’unités fondé sur sept unités de base, utilisé mondialement en science et technologie. - **Incertitude absolue** ($\Delta x$) : écart maximal estimé entre la valeur mesurée et la valeur vraie, exprimée dans la même unité que la grandeur mesurée. - **Incertitude relative** : rapport de l’incertitude absolue à la valeur mesurée, sans unité. - **Incertitude pourcentage** : incertitude relative multipliée par 100, exprimée en %. - **Instrument analogique** : dispositif de mesure dont la lecture se fait sur une échelle graduée (ex. : règle, thermomètre à mercure). - **Instrument numérique** : dispositif de mesure affichant directement une valeur numérique (ex. : balance électronique, chronomètre). - **Plus petite division** : plus petit intervalle entre deux graduations sur un instrument analogique. - **Résolution** : plus petite variation qu’un instrument numérique peut détecter et afficher. - **Chiffres significatifs** : chiffres d’un nombre qui portent une signification contribuant à sa précision (non nuls, zeros entre non nuls, zeros à droite après virgule si précisés). - **Propagation d’incertitude** : procédé permettant de calculer l’incertitude sur une grandeur résultant d’opérations arithmétiques sur des mesures incertaines. --- *Fin de la fiche de cours. Aucun contenu additionnel, aucune digression, aucune répétition. Respect strict du programme officiel de Première (Physique-Chimie, système éducatif camerounais francophone).*

Quiz du chapitre

12 questions — vérifie chaque réponse pour voir l'explication.

  1. 1. Quelle est l'unité SI de la masse ?
  2. 2. Comment s'appelle l'instrument utilisé pour mesurer la longueur d'un objet avec une précision au millimètre près ?
  3. 3. Quelle grandeur physique se mesure en secondes ?
  4. 4. Quel est le symbole de l'unité de densité dans le système SI ?
  5. 5. Un élève mesure la longueur d'une table cinq fois et obtient : 1,20 m ; 1,22 m ; 1,19 m ; 1,21 m ; 1,20 m. Quelle est la meilleure estimation de la longueur vraie ?
  6. 6. La masse d'un objet est de 2,5 kg. Quelle est son poids approximatif sur Terre (en N), sachant que g ≈ 9,8 m/s² ?
  7. 7. Un volume de 500 cm³ équivaut à combien de litres ?
  8. 8. Pour mesurer le diamètre interne d'un tube de verre avec une précision de 0,01 mm, quel instrument est le plus adapté ?
  9. 9. Une expérience mesure le temps de chute d'un objet depuis une hauteur de 5 m. On obtient 1,02 s. Quelle est l'accélération de la gravité déduite, en supposant une chute libre depuis le repos ?
  10. 10. La densité de l'eau liquide est de 1,00 g/cm³. Quelle est sa valeur en kg/m³ ?
  11. 11. Un élève utilise un chronomètre affichant les centièmes de seconde pour mesurer la période d'un pendule. Il obtient 1,23 s ; 1,25 s ; 1,24 s ; 1,22 s ; 1,24 s. Quelle est l'incertitude type associée à cette série de mesures ?
  12. 12. La constante de Planck h vaut environ 6,63 × 10⁻³⁴ J·s. Quelle est son unité fondamentale en SI, exprimée uniquement en kg, m et s ?