Question 2

Durée : 5 mn

Note maximale : 3

Question

A l'aide du tableau des unités dérivées simples, montrer l'homogénéité de la relation : \(p = \frac{1}{3} n~m~u^{2}\)

\(p\), pression d'un gaz, \(n\) nombre de molécules gazeuses par unité de volume, \(m\) masse d'une molécule, \(u\) vitesse efficace.

Solution

\(\dim p = \dim ~(\textrm{pression}) = L^{-1}MT^{-2}\)

\(\dim ~(\textrm{masse}) = M\)

\(\dim~ (\textrm{vitesse})^2 = (LT^{-1})^2 = L^2T^{-2}\)

\(\dim n = L^{-3}\)

d'où

\(\begin{array}{ll}\dim\left(\frac{1}{3} n~m~u^{2} \right) &= \dim n \times \dim m \times \dim \left(u^2\right) \\ &=L^{-3}ML^{2}T^{-2} \\ &= L^{-1}MT^{-2} \end{array}\) ( 3 points )

La relation est donc bien homogène.