Unités Mécaniques

VITESSE LINÉAIRE Multiples et sous-multiples usuels
Dénomination Définition Dénominations Valeur Symbole
mètre par seconde

Vitesse d'un mobile qui, animé d'un mouvement uniforme, parcourt, en 1 seconde une distance de 1 mètre

mètre par seconde

  m/s

centimètre par seconde

10−2 m/s cm/s

Autre unité : le kilomètre par heure (km/h) vaut 1/3,6 m/s = 0,2777 m/s

Unités de vitesse linéaire (velocity) américaines ou anglaises
Désignation Abrév. Relations Valeurs, concordances et remarques

foot per second

ft/s

 

0,3048 m/s

inch per second

in/s

 

0,0254 m/s

mile per hour

mph

 

1,60934 km/h

Le nœud  (knot  (kt)) est défini comme étant "la vitesse uniforme d'un mobile qui, en 1 heure, parcourt un mille" et vaut : 1852/3600 = 0,514 m/s.

Nota : En multipliant une vitesse exprimée en m/s par 3,6 on obtient une vitesse en km/h.

VITESSE ANGULAIRE Multiples et sous-multiples usuels
Dénomination Définition Dénominations Valeur Symbole
radian par seconde

Vitesse de rotation d'un mobile, qui animé d'une vitesse de rotation uniforme, effectue en 1 seconde une rotation de 1 radian autour d'un axe.

radian par seconde

 

rad/s

tour par seconde

2π rad/s tr/s

tour par minute

2π/60 rad/s
~ 0,105 rad/s
tr/mn tr/min
ACCÉLÉRATION LINÉAIRE Multiples et sous-multiples usuels
Dénomination Définition Dénominations Valeur Symbole
mètre par seconde par seconde

Accélération d'un mobile animé d'un mouvement uniformément varié, dont la vitesse varie en une seconde de 1 mètre par seconde.

mètre par seconde par seconde

 

m/s2

centimètre par seconde par seconde ou gal

10−2 m/s2 cm/s2

Remarques : ISO/R31 recommande la dénomination « mètre par seconde carré ».
Le gal est une unité spéciale employée en géodésie et en géophysique pour exprimer l'accélération due à la pesanteur.

Unités d'accélération linéaire américaines ou anglaises
Désignation Abrév. Relations Valeurs, concordances et remarques

inch per second2

in/s2

 

2,54 cm/s2

foot per second2

 

 

0,3048 m/s2

ACCÉLÉRATION ANGULAIRE Multiples et sous-multiples usuels
Dénomination Définition Dénominations Valeur Symbole
radian par seconde par seconde

Accélération angulaire d'un mobile animé d'un mouvement de rotation uniformément varié, dont la vitesse angulaire varie en une seconde de 1 radian par seconde.

radian par seconde par seconde

 

rad/s2
FRÉQUENCE Multiples et sous-multiples usuels
Dénomination Définition Dénominations Valeur Symbole
hertz

Fréquence d'un phénomène périodique dont la période est 1 seconde.

térahertz

1012 Hz THz

gigahertz

109 Hz GHz

mégahertz

106 Hz MHz

kilohertz

103 Hz kHz

hertz

1 Hz Hz

Dans les calculs on utilise fréquemment la pulsation "omega"ω qui a pour valeur ω = 2.π.f et qui s'exprime en " radian par seconde " car elle correspond à une vitesse angulaire.

Remarque : Les dénominations « périodes par seconde », « cycles par seconde » et leurs multiples sont à proscrire ; de même que les expressions incomplètes « périodes » et « cycles » sans indication de temps.

FORCE Multiples et sous-multiples usuels
Dénomination Définition Dénominations Valeur Symbole
newton

Force qui communique à un corps ayant une masse de 1 kilogramme une accélération de 1 mètre par seconde, par seconde.

méganewton

106 N MN

kilonewton

103 N kN

décanewton

10 N daN

newton

 

N

millinewton

10−3 N mN

Autres unités : dyne  (dyn) = 10−5 N

sthène  = 103 N

1 newton = 105 dynes = 10−3 sthène = 10−1 centisthène

Unité prohibée : le kilogramme-force (kgf) 1kgf = 9,806 N soit ~ 1 daN à 2% près

Unités de force américaines ou anglaises
Désignation Abrév. Relations Valeurs, concordances et remarques

kilopound force

klbf

 

4448,22 N

ounce force

ozf

 

0,278014 N

pound force

lbf

 

4,44822 N

poundal force

pdf

 

0,138255 N

ton force

tf

 

8896, 44 N

MOMENT Multiples et sous-multiples usuels
Dénomination Définition Dénominations Valeur Symbole
newton-mètre

Moment par rapport à un axe, d'une force de 1 newton, dont le support est distant de 1 mètre de l'axe et y est orthogonal.

newton-mètre

 

N·m
NEm

 

 

 

Autre unités : dyne-entimètre (dyn.cm) = 107 N·m

sthène-mètre  (sn.m) = 103 N·m

Unités prohibées : gramme-force-centimètre  (gf.cm) = 9,81.10−5 N·m - kilogramme-force-mètre (kgf.m) = 9.81 N·m

Unités de moment (torque) américaines ou anglaises
Désignation Abrév. Relations Valeurs, concordances et remarques

ounce force inch

ozf.in

 

0,00706155 N·m

pound force inch

lbf.in 16 ozf.in

0,112985 N·m

pound force foot

lbf.ft 12 lbf.in

1,35582 N·m

ÉNERGIE, TRAVAIL, QUANTITÉ de CHALEUR Multiples et sous-multiples usuels
Dénomination Définition Dénominations Valeur Symbole
joule

Travail produit par une force de 1 newton dont le point d'application se déplace de 1 mètre dans la direction de la force.

mégajoule

106 J MJ

kilojoule

103 J kJ

joule

 

J

erg

10−7 J erg

Autres unités :

wattheure  (Wh)

= 3600 joules = 3,6 103 J

kilowattheure  (kWh)

= 3,6 106 J

calorie  (cal)

= 4,1855 J ; il s'agit de ce que l'on appelait autrefois la « petite calorie » : quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1 °C la température d'une masse de 1 gramme d'un corps, dont la chaleur massique est égale à celle de l'eau à 15 °C sous la pression atmosphérique normale (101325 pascals). La « grande calorie » valait 1000 petites calories soit 1 kcal.

thermie  (th)

= 1 Mcal = 106 calories = 4,1855.106 J

frigorie  (fg)

en valeur absolue égale à 1kcal ; utilisée dans l'industrie frigorifique

électronvolt  (eV)

= 1,602 177 33.10−19 J ; c'est une unité d'énergie utilisée couramment en physique nucléaire. C'est l'énergie acquise par un électron, accéléré sous une différence de potentiel de 1 volt dans le vide.

Remarque : le kilogrammètre (kgm) défini comme étant : « le travail produit par 1 kilogramme-force dont le point d'application se déplace de 1 mètre dans la direction de la force » est prohibé ; il correspond à 9.81 joules ou 2,34 calories.

Unités d'énergie (energy) américaines ou anglaises
Désignation Abrév. Valeurs, concordances et remarques

foot pound force

ft.lbf

  1,355818 J

British thermal unit

Btu
BTU

Le British Thermal Unit (Btu ou BTU) est définie par la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température d'une livre anglaise d'eau d'un degré Fahrenheit. Il est souvent utilisé pour décrire la quantité de chaleur dégagée par une unité chauffante (radiateur) ou réfrigérante (climatisation).
Selon la température originelle de l'eau utilisée, la valeur correspondante du BTU est différente.
1055,0558 J (International), 1055,87 J (Mean), 1054,35 J (Thermal), 1054,5 J (ISO 31)

PUISSANCE Multiples et sous-multiples usuels
Dénomination Définition Dénominations Valeur Symbole
watt

Puissance de 1 joule par seconde.

mégawatt

106 W MW

kilowatt

103 W kW

watt

 

W

milliwatt

10−3 W mW

microwatt

10−6 W µW

erg par seconde

10−7 W erg/s

Les électriciens emploient pour mesurer les puissances apparentes le voltampère  (VA) et ses multiples notamment le kilovoltampère (kVA) et le mégavoltampère (MVA) et pour les puissances réactives le voltampère réactif désigné sous le terme var  (symbole var) et ses multiples. Pour les tensions alternatives, les calculs des puissances électriques doivent tenir compte des déphasages entre intensité et tension.

Autre unité toujours employée bien que prohibée :

Cheval-Vapeur  (CV)

Puissance nécessaire pour élever verticalement un poids de 75 kg  à 1 mètre de hauteur en 1 seconde = 75 kgf.m/s = 735,4990000873 W

Unités de puissance (power) américaines ou anglaises
Désignation Abrév. Relations Valeurs, concordances et remarques

foot lbf per hour

lbf.ft/h

 

0.376616 mW

foot lbf per minute

lbf.ft/mn

 

22,5969 mW

Btu (int'l) per hour

Btu/h

 

0,2930711 W

Btu (therm) per hour

Btu/h

 

0,2928751 W

ton refrigeration

ton

 

3517 W

Horse-Power  (HP)

Puissance nécessaire pour élever un poids de 550 livres à une hauteur de un pied en une seconde = 550 lbf.ft/s = 745,6999002726 W

PRESSION et CONTRAINTE Multiples et sous-multiples usuels
Dénomination Définition Dénominations Valeur Symbole
pascal

Pression uniforme qui, agissant sur une surface plane de 1 mètre carré, exerce perpendiculairement à cette surface une force totale de 1 newton.

Contrainte qui, agissant sur une surface plane de 1 mètre carré, exerce sur cette surface une force totale de 1 newton.

mégapascal

106 Pa MPa

kilopascal

103 Pa kPa

hectopascal

102 Pa hPa

pascal

 

Pa

 

 

 

barye

10−1 Pa dyn/cm2

bar  = 105 Pa

106 baryes bar

millibar  = 102 Pa

1 hPa mb

pièze

103 Pa pz

hectopièze

1 bar hpz

Contrainte et pression - La contrainte s'exerçant sur un élément de surface est le quotient, par l'aire de cet élément, de la force qui lui est appliquée. C'est un vecteur dirigé comme la force. Ce vecteur peut être oblique ; s'il est normal, on le nomme pression ; s'il est tangentiel, on le nomme cission. La notion de contrainte intervient surtout dans l'étude de la résistance des matériaux.

Autres unités  : L'industrie emploie encore beaucoup d'autres unités dont l'usage est déconseillé.

atmosphère  (atm)

1,013.105 pascals = 760 torrs

torr  ou millimètre de mercure.
Le millimètre de mercure est une unité de pression sanguine et de pression des autres fluides corporels.

1,33322.102 pascals

kilogramme-force par mètre carré (kgf/m2)

9,81 pascals

kilogramme-force par centimètre carré (kgf/cm2)

9,81.104 pascals = 0,98 bar

kilogramme-force par millimètre carré (kgf/mm2)

9,81.106 pascals

Remarque  : La pression atmosphérique normale (0,76 m de mercure) sous l'accélération normale de la pesanteur 9,80665 m/s2 est égale à 101325 pascals soit 1013,25 hPa.

Unités de pression (pressure) américaines ou anglaises
Désignation Abrév. Valeurs, concordances et remarques

inch of water  (39.2°F)

inH2O

  249,089 Pa

foot of water  (39.2°F)

ftH2O

  2989,07 Pa

inch of mercury  (32°F)

inHg

  3386,39 Pa

pound force per ft2

lbf/ft2

  47,8803 Pa

pound force per in2

lbf/in2

  68,94756999871 hPa (mbar) nommé PSI

VISCOSITÉ DYNAMIQUE Multiples et sous-multiples usuels
Dénomination Définition Dénominations Valeur Symbole
pascal-seconde
(poiseuille)

Viscosité dynamique d'un fluide dans lequel le mouvement rectiligne et uniforme dans son plan, d'une surface plane, solide, indéfinie, donne lieu à une force retardatrice de 1 newton par mètre carré de la surface en contact avec le fluide homogène et isotherme en écoulement relatif devenu permanent, lorsque le gradient de la vitesse du fluide, à la surface du solide et par mètre d'écartement normal à ladite surface, est de 1 mètre par seconde.

pascal-seconde

1 N.s/m2 Pa.s

millipascal-seconde

10−3 N.s/m2 mPa.s

 

 

 

poise

0,1 N.s/m2 Po

 

 

 

Autres unités : On rencontre parfois dans l'industrie le « kilogramme-force seconde par mètre carré » (kgf.s/m2) qui est égal à 9,81 poiseuilles. Cette unité est prohibée.

VISCOSITÉ CINÉMATIQUE Multiples et sous-multiples usuels
Dénomination Définition Dénominations Valeur Symbole
mètre carré par seconde

Viscosité cinématique d'un fluide dont la viscosité dynamique est un poiseuille et la masse volumique un kilogramme par mètre cube.

mètre carré par seconde

 

m2/s

centimètre carré par seconde ou stoke

10−4 m2/s cm2/s

 

St

 

Unités de viscosité (viscosity) américaines ou anglaises
Désignation Abrév. Relations Valeurs, concordances et remarques

square inch per second

in2/s

 

6,45 cm2/s

square foot per second

ft2/s

 

0,092903 m2/s

square foot per hour

ft2/h

 

0.092903 cm2/s

MÀJ : 09 décembre 2014

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