EM : Quelques notions de base d'électromagnétisme

Tout système en mouvement, toute grandeur ou toute quantité physique (température, pression, tension, débit) en évolution peut-être décrit dans notre référentiel en fonction du temps. La variable temps ne peut qu’augmenter, et l’évolution d’une quantité ne dépend que du passé. C’est ce que l’on appelle la causalité. En mathématiques, l’homme modélise ces variations en fonction du temps par des fonctions. Une série de fonctions particulières nous intéresse, celles que l’on appelle périodique.

Les fonctions périodiques ont une représentation graphique qui peuvent être ramenées à un motif identique qui se répète indéfiniment. Voir ci-dessous,

Fonction périodique

Fonction périodique

Quelques exemples de fonctions périodiques, pour ceux ou celles qui suivent mes écrits, ils auront certainement remarqué qu’en moyenne une vingtaine d’articles sont publiés par mois sur le site depuis 3 ans, cette publication est une fonction périodique, la période est d’un mois, sachant que dans un mois, il y a en moyenne 30 jours et dans une heure 3600 secondes, alors la période de cette fonction (publication d’une vingtaine d’articles) est de 2592000 secondes. La fréquence serait donc, f = 1 / T, c’est-à-dire 39*10-8 Hertz (c’est-à-dire, 39*10-8 Hertz articles écrits par seconde).

Les battements cardiaques sont un exemple de mouvement périodique pour un organisme vivant. Chez l’homme, on peut les mesurer au travers de l’activité électrique des muscles du cœur. Le signal obtenu est appelé un électrocardiogramme. D’un être vivant à un autre, cette fréquence cardiaque est variable, mais on peut mesurer une moyenne. Plus l’être vivant est gros, plus sa fréquence cardiaque sera basse. Par exemple, celle d’une baleine est de 10 battements par minute, c’est-à-dire encore 0,17 battements par seconde ou encore T = 1 / 0,17 = 6, autrement dit, entre chaque battement il y a 6 secondes. Chez l’éléphant, le nombre de battement cardiaque est 25 par minute, ou encore, entre deux battements, il s’écoule 2,4 secondes. Chez l’homme, il faut compter entre 60 et 100 battements par minute. Ce qui revient à constater qu’entre deux battements cardiaques chez l’homme, il s’écoule entre 0,6 secondes et une seconde. Chez les oiseaux de petites tailles, le nombre de battements par minute est de l’ordre de 500.

Vous remarquerez que la fréquence (nombre de battements par seconde) augmente selon la petitesse de la taille. Baleine, 0,17 Hertz, éléphant, 0,417 Hertz. homme, 1 à 1,7 Hertz, oiseaux de petite taille, 8,3 Hertz.

A une échelle beaucoup plus importante, les mouvements des étoiles et des planètes sont également périodiques. Par exemple, la position de la Terre autour du Soleil est une fonction périodique d’une période d’un an, soit 31 536 000 secondes. La fréquence associée est donc d’environ 3,17*10-17Hz. Parmi tous les objets célestes, les pulsars tirent leur nom de leur luminosité variable. Un pulsar est une étoile à neutrons qui est tourne rapidement autour d’elle-même et qui émet un rayonnement puissant dans une direction différente de son axe de rotation. Un individu sur Terre verrait un signal apparaître et disparaître de façon périodique. Certains pulsars ont une période de l’ordre de la seconde, donc 1 Hz, mais le plus rapide observé et baptisé Ter5ad a une fréquence de rotation de 716 Hz.

=> EM : Quelques notions de base d’électromagnétisme (II)


Les vues présentées sont les miennes et peuvent évoluer sans qu’il soit nécessaire de faire une mise à jour dans l’article même. Il se pourrait que j’apporte des rectifications ou évolutions dans l’avenir dans un autre article, si de nouveaux éléments viennent contredire mes propos. Les articles présentés ne constituent en rien une invitation à suivre aveuglement.

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