Physical quantities · Quantités physiques
| English | Français |
|---|---|
| physical quantity/ˈfɪzɪkl ˈkwɒntɪti/ | grandeur physique |
| magnitude/ˈmæɡnɪtjuːd/ | grandeur |
| estimate/ˈestɪmət/ | estimation |
| free fall/friː fɔːl/ | chute libre |
| order of magnitude/ˈɔːdə ɒv ˈmæɡnɪtjuːd/ | ordre de grandeur |
A 125-million-dollar mistake
- In 1999, NASA lost the Mars Climate Orbiter at Mars.
- One team used pounds, the other used newtons — and nobody converted.
- The spacecraft flew too low and burned up.
- It was a unit mistake, not a maths mistake.
Une erreur de 125 millions de dollars
- En 1999, la NASA a perdu l'orbiteur Mars Climate à Mars.
- Une équipe a utilisé des livres, l'autre a utilisé des newtons — et personne n'a fait de conversion.
- Le vaisseau spatial est passé trop bas et s'est consumé.
- C'était une erreur d'unité, pas une erreur de maths.
Physical quantity lab · Laboratoire de quantités physiques
Classify measurement examples by the kind of quantity they represent. · Classifiez les exemples de mesure par le type de quantité qu'ils représentent.
What is a physical quantity 物理量?
- In physics we measure things.
- Every measurement is a physical quantity.
Qu'est-ce qu'une grandeur physique 物理量 ?
- En physique, nous mesurons des choses.
- Chaque mesure est une grandeur physique.
It always has two parts
- A quantity = a magnitude 大小 (the number) + a unit.
- The magnitude says how much; the unit says of what.
Il y a toujours deux parties
- Une grandeur = une magnitude 大小 (le nombre) + une unité.
- La magnitude dit combien ; l'unité dit de quoi.
"1.5 m" est une grandeur (1.5) et une unité (m).
Every physical quantity has two parts: a number (its ____) and a unit. · Toute quantity physique a deux parties : un nombre (sa ____) et une unité.
The two parts are the magnitude (the number) and the unit. · Les deux parties sont la grandeur (le nombre) et l'unité.
Match each term to the definition the examiner marks. · Reliez chaque terme à la définition marquée par l'examinateur.
Both halves of the first one score. A number with no unit is not a physical quantity, which is exactly how the Mars orbiter was lost. · Les deux moitiés du premier pointent. Un nombre sans unité n'est pas une quantity physique, c'est exactement ainsi que la sonde Mars a été perdue.
A number alone means nothing
- "The speed is 90" — 90 what?
- $90\ \dfrac{\text{km}}{\text{h}}$, $90\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$ and 90 mph are all different.
- Always write the unit too.
Un nombre seul ne signifie rien
- « La vitesse est 90 » — 90 quoi ?
- $90\ \dfrac{\text{km}}{\text{h}}$, $90\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$ et 90 mph sont tous différents.
- Écrivez toujours aussi l'unité.
Saying "the speed is 90" — with no unit — gives a complete physical quantity. · Dire « la vitesse est 90 » — sans unité — donne une quantity physique complète.
Without a unit the number is ambiguous. "$90\ \dfrac{\text{km}}{\text{h}}$" is complete; "90" is not. · Sans unité, le nombre est ambigu. "$90\ \dfrac{\text{km}}{\text{h}}$" est complet ; "90" ne l'est pas.
An answer of "5" to a question asking for a length is complete as long as the working is shown. · Une réponse de "5" à une question demandant une longueur est complète tant que le travail est montré.
A physical quantity is a magnitude AND a unit. 5 metres, 5 centimetres and 5 kilometres are three different lengths, and the mark scheme asks for the unit. · Une quantity physique est une grandeur ET une unité. 5 mètres, 5 centimètres et 5 kilomètres sont trois longueurs différentes, et la grille demande l'unité.
"$90\ \dfrac{\text{km}}{\text{h}}$" is a complete quantity. "90" on its own is not.
"$90\ \dfrac{\text{km}}{\text{h}}$" est une grandeur complète. "90" seul ne l'est pas.
Which statement gives a complete · complet physical quantity? · Quelle affirmation donne une quantity physique complète ?
A physical quantity needs both · les deux a magnitude (the number, 70) and · et a unit (kg). A number alone, or a unit alone, is not enough. · Une quantity physique a besoin de les deux : une grandeur (le nombre, 70) et une unité (kg). Un nombre seul, ou une unité seule, ne suffit pas.
Estimate 估算 everyday sizes
- You should know roughly how big common things are.
- Learn these standard values by heart.
Estimer des tailles quotidiennes 估算
- Vous devriez savoir approximativement la taille des choses courantes.
- Apprenez ces valeurs standard par cœur.
Select all · tout the estimates that are about right. · Sélectionnez tous les estimations qui sont correctes.
All are right except the speed of sound: in air it is about $340\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$. $3 \times 10^{8}\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$ is the speed of light · lumière. · Toutes sont justes sauf la vitesse du son : dans l'air elle est environ $340\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$. $3 \times 10^{8}\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$ est la vitesse de la lumière.
Put the method for an order-of-magnitude estimate in order. · Placez la méthode pour une estimation d'ordre de granditude dans l'ordre.
An order-of-magnitude answer is only claiming the right power of ten, so carrying three significant figures through it is wasted work. · Une réponse d'ordre de granditude revendique seulement le bon pouvoir de dix, donc porter trois chiffres significatifs est un travail inutile.
How to estimate
- Compare with something you know (a person $\approx 70\ \text{kg}$).
- Round to one figure — a car is about $1000\ \text{kg}$, not $1043$.
- Getting the power of ten right matters most.
Comment estimer
- Comparer avec quelque chose que vous connaissez (une personne $\approx 70\ \text{kg}$).
- Arrondir à un chiffre — une voiture vaut environ $1000\ \text{kg}$, pas $1043$.
- Obtenir le puissance de dix juste est primordial.
Estimate the acceleration of free fall $g$ near the Earth's surface. · Estimez l'accélération de la pesanteur $g$ près de la surface de la Terre.
Near the Earth's surface $g \approx 9.81\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$ — roughly $10\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$. · Près de la surface de la Terre $g \approx 9.81\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$ — environ $10\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$.
A human hair is about 0.1 mm across. What is the order of magnitude of that width in metres, as a power of ten? (Give the exponent, e.g. -3) · Un cheveu humain a environ 0.1 mm de diamètre. Quel est l'ordre de grandeur de cette largeur en mètres, sous forme de puissance de dix ? (Donnez l'exposant, par ex. -3)
0.1 mm = 1e-4 m. Convert the prefix before taking the power of ten; treating 0.1 mm as 0.1 is the standard slip. · 0.1 mm = 1e-4 m. Convertissez le préfixe avant de prendre la puissance de dix ; traiter 0.1 mm comme 0.1 est une erreur courante.
Order of magnitude 数量级
- A good estimate has the right power of ten.
- $70\ \text{kg}$ ✓ · $7\ \text{kg}$ ✗
Ordre de grandeur 数量级
- Une bonne estimation a la bonne puissance de dix.
- $70\ \text{kg}$ ✓ · $7\ \text{kg}$ ✗
Put these masses in order, smallest first. · Classez ces masses par ordre croissant.
Ordering by size checks your sense of order of magnitude: $0.1\ \text{kg}$, then $1\ \text{kg}$, then $70\ \text{kg}$. · L'ordre par taille vérifie votre sens de l'ordre de granditude : $0.1\ \text{kg}$, puis $1\ \text{kg}$, puis $70\ \text{kg}$.
The scale of the universe
- The same idea runs from an atom to the Sun.
- Each step along the line is ten times bigger.
L'échelle de l'univers
- La même idée va d'un atome au Soleil.
- Chaque étape sur la ligne est dix fois plus grande.
You've got it
- a physical quantity = a magnitude + a unit
- learn the standard estimates (human, apple, sound, light, $g$)
- a good estimate has the right order of magnitude
Next — the SI units these are all built from.
Vous avez compris
- une grandeur physique = une magnitude + une unité
- apprendre les estimations standards (humain, pomme, son, lumière, $g$)
- une bonne estimation a le bon ordre de grandeur
Ensuite — les unités SI dont elles sont toutes construites.