Unité vecteurs?
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Unité vecteurs?



  1. #1
    Glork

    Unité vecteurs?


    ------

    Bonjour,
    un vecteur en physique a-t-il une unité?
    Pour moi le vecteur vitesse n'a pas d'unité (en tant que vecteur) mais son module, la vitesse, a une unité (m.s-1). Dans mon cours (électro), il y a marqué que le vecteur de Poynting est en W.m-². Pour moi c'est absurde puisque c'est un vecteur...?
    Merci!

    -----

  2. #2
    invite4ff2f180

    Re : Unité vecteurs?

    Bonjour,
    pourquoi c'est absurde ? En physique, un vecteur porte une unité.
    Cordialement,

  3. #3
    LPFR

    Re : Unité vecteurs?

    Bonjour.
    Un vecteur a des dimensions.
    Vous pouvez le voir avec la vitesse. Une voiture qui se déplace à 10 m/s dans la direction 30°, a une vitesse dans le sens de 'x' de 8,666 m/s et une vitesse de 5 m/s dans le sens des 'y'. Et ce n'est pas une vitesse "mathématique". C'est bien une vitesse tout ce qui a de physique.
    Au revoir.

  4. #4
    Glork

    Re : Unité vecteurs?

    bah je trouve bizarre d'attribuer une unité à un vecteur...
    En maths, la norme d'un vecteur est un scalaire. En physique la norme du vecteur est un scalaire AVEC une unité (?); les composantes du vecteur vitesse vx et vy par ex ont aussi des unités mais ce ne sont pas des vitesses. Non?

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite4ff2f180

    Re : Unité vecteurs?

    Si, les composantes du vecteur vitesse ont bien la dimension d'une vitesse, et heureusement ! Par exemple : .

  7. #6
    obi76

    Re : Unité vecteurs?

    La norme d'un vecteur est un scalaire, oui. En physique aussi.
    La norme d'un vecteur ayant une unité (contrairement en maths), est un scalaire ayant une unité....

    Rien de bien choquant
    \o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/

  8. #7
    Glork

    Re : Unité vecteurs?

    ok Obi mais pour vous un vecteur a-t-il une unité?

  9. #8
    obi76

    Re : Unité vecteurs?

    Oui... Exemple simple, si tu veux calculer le débit à travers une surface S () de normale (sans dimension) et que le vecteur vitesse est constant, le débit (scalaire en ) est
    \o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/

  10. #9
    stefjm

    Re : Unité vecteurs?

    Citation Envoyé par Glork Voir le message
    ok Obi mais pour vous un vecteur a-t-il une unité?
    Bien sûr.
    En quoi est-ce choquant pour vous?
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  11. #10
    Amanuensis

    Re : Unité vecteurs?

    Le problème est bien moins simple qu'il en a l'air.

    Les aviateurs expriment la vitesse ascensionnelle en pieds par seconde (ou pieds par minute) et la vitesse horizontale en noeuds. Quelle est l'unité du vecteur vitesse ?

    Un vecteur a une dimension, ça oui, du moins en classique. (Et je note que LPFR a fait attention de référer à la dimension dans sa réponse à une question sur l'unité...)

    Mais l'unité, c'est autre chose. Une unité implique une dimension, mais pas le contraire.

    Comme le montre le cas des aviateurs, cela peut avoir un sens d'avoir des composantes non homogènes en unité, mais elles doivent être homogènes en dimension.

    (Et même la notion de dimension d'un vecteur n'est pas si simple, je pense aux 4-vecteurs : quelle est la dimension de la 4-vitesse par exemple ???)
    Dernière modification par Amanuensis ; 03/02/2011 à 14h24.

  12. #11
    obi76

    Re : Unité vecteurs?

    Je pense qu'avant de rentrer dans des détails aussi complexes, on peut lui répondre qu'un vecteur peut posséder une unité, et que pour le moment, cette explication pourrai très largement lui suffire
    Dernière modification par obi76 ; 03/02/2011 à 14h36.
    \o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/

  13. #12
    Glork

    Re : Unité vecteurs?

    dimension et unité c'est pas la même chose?
    Qu'est-ce qui justifierait qu'un vecteur ait une unité?

  14. #13
    Amanuensis

    Re : Unité vecteurs?

    Citation Envoyé par Glork Voir le message
    dimension et unité c'est pas la même chose?
    Non. Les mètres, les kilomètres ou les pieds sont des unités correspondant toutes à la même dimension, "longueur".

    Qu'est-ce qui justifierait qu'un vecteur ait une unité?
    Déjà, qu'est-ce qui justifie qu'un scalaire puisse avoir une unité ?

    Quand on fait de la physique, on exprime les mesures comme une combinaison comprenant des nombres et des unités, non ? Pourquoi les vecteurs feraient exception ?

  15. #14
    stefjm

    Re : Unité vecteurs?

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Quand on fait de la physique, on exprime les mesures comme une combinaison comprenant des nombres et des unités, non ? Pourquoi les vecteurs feraient exception ?
    La division des vecteurs pose des problèmes contrairement aux scalaires.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  16. #15
    Amanuensis

    Re : Unité vecteurs?

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    La division des vecteurs pose des problèmes contrairement aux scalaires.
    Quelle importance ?

    On ne peut pas non plus en prendre la racine carrée, ni faire l'exponentiation d'un vecteur par un vecteur, ni parler du signe d'un vecteur. La liste est longue : en court, un vecteur n'est pas un scalaire.

    Je ne vois pas ce que cela amène à la question.

  17. #16
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Unité vecteurs?

    Salut,

    Citation Envoyé par Glork Voir le message
    dimension et unité c'est pas la même chose?
    Oulà, attention, le mot "dimension" a deux sens différents.

    Quand parle d'analyse dimensionnelle, par exemple, on parle d'unités.

    Mais quand on parle des trois dimensions de l'espace, du temps, et des vecteurs, c'est différent.

    Citation Envoyé par Glork Voir le message
    Qu'est-ce qui justifierait qu'un vecteur ait une unité?
    Parce qu'il est utilisé en physique.

    On a d'une part un objet mathématique, sans unité, avec une représentation plus ou moins complexe (scalaire, vecteur, tenseur, spineur, torseur, etc...)

    D'autre part une grandeur physique (par exemple la vitesse, des contraintes mécaniques, etc.) associée à des mesures donc des unités.

    "vecteur" est le visage mathématique et "unité" le visage physique.

    En particulier (cela a été signalé) si on utilise les mêmes unités pour toutes les composantes, le vecteur se voit lui-même habillé de ces unités.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  18. #17
    stefjm

    Re : Unité vecteurs?

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Quelle importance ?

    On ne peut pas non plus en prendre la racine carrée, ni faire l'exponentiation d'un vecteur par un vecteur, ni parler du signe d'un vecteur. La liste est longue : en court, un vecteur n'est pas un scalaire.

    Je ne vois pas ce que cela amène à la question.
    J'essaie de comprendre ce qui gène Glork.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  19. #18
    coussin

    Re : Unité vecteurs?

    Une matrice aussi a une certaine unité; qui est l'unité d'un de ses éléments et bien évidemment tous ses éléments doivent avoir la même dimension (dimension, pas forcément unité ).
    Tous les quadrivecteurs de la relativité sont également connus pour bien évidemment avoir une unité
    Rien de bien étonnant… Si tu es d'accord pour qu'un scalaire ait une unité, bah un vecteur, matrice ou autre ne sont qu'une collection de scalaires (leurs éléments) après tout…

  20. #19
    invitef80e7823

    Re : Unité vecteurs?

    Citation Envoyé par Glork Voir le message
    ok Obi mais pour vous un vecteur a-t-il une unité?
    bonsoir
    la contrainte a 9 dimensions, elle est representée par une matrice de 3 x 3 avec comme unité Mpa.
    le facteur d'élasticité est un tenseur, dans des cas compliqués il est représenté par une matrice de 9 x 9 d'unité Gpa
    ............ETC

  21. #20
    Amanuensis

    Re : Unité vecteurs?

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    Une matrice aussi a une certaine unité; qui est l'unité d'un de ses éléments et bien évidemment tous ses éléments doivent avoir la même dimension (dimension, pas forcément unité ).
    Rien d'évident. C'est juste une conséquence du choix de ne travailler qu'avec des "vecteurs" homogènes.

    Tous les quadrivecteurs de la relativité sont également connus pour bien évidemment avoir une unité
    Non, justement. On choisit, arbitrairement , la dimension. On peut travailler avec un quadri-vecteur énergie-impulsion homogène de dimension "énergie" ou de dimension "impulsion" ou même de dimension "masse" (ce dernier choix, rare, est loin d'être idiot, puisque c'est la dimension "naturelle" de la norme). On peut même travailler, sans introduire de quelconque difficulté, avec un 4-vecteur non homogène (E,p). Et, choix très courant, on peut prendre c=1 et oublier dimension et unités...

    Si tu es d'accord pour qu'un scalaire ait une unité, bah un vecteur, matrice ou autre ne sont qu'une collection de scalaires (leurs éléments) après tout…
    S'il y a quelque chose de particulièrement limité conceptuellement, c'est de voir un vecteur, matrice, ou autre comme une collection de scalaires ! Oh, ça marche très bien, "dans son domaine d'application", domaine limité.

    -----------

    Si on creuse un peu, on peut proposer qu'un vecteur a une dimension quand l'espace vectoriel a une symétrie incluant toutes les rotations, ce qui inclut les espaces euclidiens. C'est notre "habitude" de l'euclidien, et surtout notre propension à penser euclidien, qui nous fait préférer les vecteurs homogènes même quand il n'y a pas de symétrie euclidienne (de symétrie par rotation plus généralement), et donc pas de justification à cette préférence.

    Prenons les différents cas cités. L'importance de la verticale pour un aviateur est telle que les symétries de l'espace à prendre en compte se réduisent à celles laissant la verticale invariante, d'où l'absence de problème créé par l'utilisation d'unités différentes pour la vitesse ascensionnelle et la vitesse horizontale. Les 4-vecteurs de la relativité n'appartiennent pas à un espace euclidien, mais minkowskien ; d'où l'absence de problème à distinguer longueur et durée, énergie et quantité de mouvement. Les torseurs n'appartiennent pas à un espace euclidien. Etc.

    -----

    En résumé, ce sont principalement les éléments (vecteurs) d'espaces euclidiens (au sens physique, d'espaces vectoriels munis d'une norme euclidienne ayant un sens physique) qui ont une dimension et auxquels on peut attribuer une unité.

  22. #21
    verdifre

    Re : Unité vecteurs?

    Bonjour,
    (je limite l'interpretation à la mécanique classique)
    Dans le plan il est courant de représenter certains vecteurs en notation complexe. On se retrouve avec deux scalaires qui n'ont plus forcément la même dimension (tout comme dans l'utilisation de coordonées polaires)
    Le vecteur, en coordonnées cartesiennes, si ce n'est peut être en mécanique dans le repere de frenet ne represente pas les informations d'une façon naturelle pour l'homme.
    Ce probleme vient peut être du fait, que le vecteur en coordonnées cartésienne cache une information à la quelle on est habitué, l'orientation et il faut faire un calcul sur ses diverses coordonées pour retrouver une information que l'on considère souvent sans dimension.
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  23. #22
    Glork

    Re : Unité vecteurs?

    Ok , en physique faut voir le côté "physique" des vecteurs , donc ils ont une unité... Pourquoi après tout!
    Merci à tous!

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