Leçons de niveau 11

Temps/Phénomènes périodiques

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Phénomènes périodiques
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Chapitre no 3
Leçon : Temps
Chap. préc. :Périodes et fréquences
Chap. suiv. :Sommaire

Exercices :

Changement d'unités
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Temps/Phénomènes périodiques
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Dans ce chapitre nous allons voir des mouvements périodiques qui nous servent pour mesurer le temps. Puis nous verrons comment passer d'une unité à l'autre. Tout d’abord nous allons nous t'intéresser à la seconde.


La seconde[modifier | modifier le wikicode]

Une minute, contrairement aux idées reçues, ne dure pas 60 s mais peut se raccourcir jusqu'à 59 s ou s'allonger jusqu'à 61 s. Pourtant la mesure du temps est aujourd’hui très précise : c’est même la plus précise des méthodes de mesures. Par définition, une seconde est la 86400e partie d'un jour solaire moyen mais sa mesure est trop imprécise à cause des variations d'orbite de la Terre. Aujourd'hui, la mesure d'une seconde est calée sur la vibration d'un atome de césium : une seconde est la durée de 9 192 031 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les niveaux hyperfins de l'atome de césium 133


Il y a 12 horloges atomiques (se basant sur le césium) dans le monde qui essaient de s'accorder avec l’heure GMT (basée sur la 86400e partie de la journée solaire moyenne).

Les avantages d'une telle précision[modifier | modifier le wikicode]

On peut se demander à quoi une telle précision dans le temps sert. Elle est indispensable pour toutes expéditions astronomiques, une erreur de 0,1s peut être désastreuse pour la mission (les moteurs se coupent 30 m avant le sol par exemple). Dans la vie courante, elle sert entre autres au fonctionnement du GPS : Le satellite "compte" le temps écoulé entre l'envoi du message et sa réception. De là, il calcule où est la voiture (très grossièrement vulgarisé).

Les sous multiples[modifier | modifier le wikicode]

La seconde est l'unité officielle de durée ; pour caractériser des temps courts nous utilisons des sous multiples de la seconde
Attention : Les sous multiples de la seconde se comptent en base 10 et non en base 60 (1ms=0.001s)


Les sous multiples de la seconde
Sous multiple Milliseconde Microseconde Nanoseconde
Puissances de 10 10-3 10-6 10-9
Notation ms μs ns




Le jour[modifier | modifier le wikicode]

Un jour solaire dure 24 h soit 86400s, il correspond au temps écoulé entre 2 passages de celui-ci sur un méridien.


Une autre définition du jour est celui d'un jour sidéral qui correspond à la période de rotation de la Terre sur elle-même soit 23 h 56 min 9 s.



Les saisons et les années[modifier | modifier le wikicode]

Representation de la terre en fonction des saisons

Le centre de la terre décrit, dans le plan de l’écliptique, une trajectoire quasi circulaire autour du soleil.


Au cours du mouvement de révolution l'axe polaire garde une direction fixe, il est incliné de 23.5° par rapport à la perpendiculaire à l'elliptique. Donc au cours de l'année, à la même heure l'inclinaison des rayons solaires par rapport à la verticale d'un lieu varie. En France, l'été à midi le soleil est plus haut dans le ciel, que pendant l'hiver à la même heure. 4 dates ponctuent le début des saisons:

Date 21 mars 21 juin 21 septembre 21 décembre
Saison printemps été automne hiver
Type Equinoxe Solstice Equinoxe Solstice




Il existe aussi une année tropique qui correspond à la durée séparant 2 équinoxes de printemps successifs.

Les phases de la lune[modifier | modifier le wikicode]

Searchtool.svg Allez voir aussi Phase lunaire.

La lune tourne autour de la Terre et, suivant sa position par rapport à la terre, elle nous apparait différemment. Une lunaison est la durée séparant 2 nouvelles lunes et dure 29,530 jours. Très utilisée dans les anciennes civilisations comme étalon de durée pour le calendrier, la lunaison est pratiquement abandonnée de nos jours. Pourtant, elle est encore présente dans notre découpage des mois qui se rapprochent des 29 jours.

Utilisation pratique des phénomènes périodiques[modifier | modifier le wikicode]

La nature est pleine d'exemples de phénomènes périodiques : le cycle des saisons, les marées, le passage de comètes près de la Terre etc. La périodicité est utilisée par l'Homme dans de nombreux outils tels que les montres bien sûr mais aussi les processeurs d'ordinateur.

Les phénomènes périodiques les plus utilisés sont probablement les phénomènes ondulatoires, à l'origine des sons, ondes radios et de la lumière visible.

Changement d'unités[modifier | modifier le wikicode]

Par mesure de commodités, nous n'utilisons pas toujours la seconde mais les heures, les jours etc.
Voici un tableau des correspondances entre ces unités

Unité Minute Heure Jours Années
Correspondance 60 s 3 600 s-60 min 86 400 s-24 h 365,25 j

Pour passer d'un nombre en h-min-s en secondes nous allons procéder comme dans cet exemple :

Début de l'exemple


Fin de l'exemple

Dans le sens inverse on procède comme suit

Début de l'exemple


Fin de l'exemple

On arrive donc au résultat de départ.

Image logo représentative de la faculté Voir les exercices sur : Changement d'unités.



Image logo représentative de la faculté Voir les exercices sur : Contrôle.