Newtons en dynes : une même force dans deux systèmes
Ce que fait cette conversion
La dyne est l'unité de force du système CGS : la poussée nécessaire pour communiquer à un gramme une accélération d'un centimètre par seconde carrée. Rien d'exotique là-dedans, et les nombres obtenus sont souvent plus lisibles que ceux du SI — la tension superficielle de l'eau vaut 72 dynes par centimètre, une grandeur que personne ne tient à citer comme 0,072 newton par mètre sans sortir sa calculatrice. Multiplier une valeur en newtons par 100000 la fait passer exactement sur cette échelle, sans aucune étape d'arrondi.
Comment le CGS se situe face au système actuel
CGS signifie centimètre, gramme, seconde : ce fut le système de travail des laboratoires de physique pendant la majeure partie du dix-neuvième siècle. Son unité de force est la dyne, et le pont vers le newton est une pure puissance de dix, parce que seuls les préfixes ont changé : le mètre vaut cent centimètres et le kilogramme mille grammes, si bien que l'unité de force ressort cent mille fois plus petite. Aucun cylindre de métal arbitraire n'entre en jeu, et c'est précisément ce qui rend le facteur si rond.
Tableau de conversion newtons en dynes
De petites forces, là où la dyne est à sa taille naturelle. Tension superficielle, électrophorèse et travaux sur molécule unique vivent dans cette gamme, et la colonne des newtons y est surtout une suite de décimales.
| Newton (N) | Dyne (dyn) |
|---|---|
| 1 | 100000 |
| 10 | 1000000 |
| 100 | 10000000 |
| 500 | 50000000 |
| 1000 | 100000000 |
| 9806.65 | 980665000 |
| 10000 | 1000000000 |
Pourquoi le facteur est un cent mille rond
Un newton accélère un kilogramme d'un mètre par seconde carrée. Réécrivez le kilogramme comme mille grammes et le mètre comme cent centimètres, et la même expression devient cent mille grammes-centimètres par seconde carrée, soit cent mille dynes. Ce facteur rond n'est ni une coïncidence ni une convention : il tombe directement des deux changements de préfixe, et c'est pourquoi il s'écrit avec cinq zéros plutôt qu'avec une longue décimale.
Là où la dyne garde encore sa place
Deux domaines ne l'ont jamais abandonnée. La tension superficielle se cite en dynes par centimètre parce que les valeurs tombent entre 20 et 80, une plage qu'on garde en tête. L'électrophorèse et la pince optique utilisent les dynes et les piconewtons pour la même raison : les forces en jeu sont très en dessous du newton, et une unité qui les transforme en petits entiers vaut mieux qu'une unité qui les transforme en longues décimales.
Questions fréquentes
Que vaut une dyne en newtons ?
Une dyne vaut 0,00001 newton, soit dix micronewtons. Dans l'autre sens, un seul newton fait 100000 dynes. La relation est exacte dans les deux sens, sans décimale périodique ni approximation, ce qui est rare parmi les unités de force présentées ici.
Pourquoi un système CGS séparé a-t-il existé ?
Parce que la physique du dix-neuvième siècle se pratiquait à l'échelle du laboratoire, où le gramme et le centimètre sont les tailles naturelles. Le CGS a produit un ensemble cohérent d'unités électriques et magnétiques que beaucoup de physiciens trouvaient plus commode que les équivalents mètre-kilogramme-seconde, et certaines de ses unités, la dyne et l'erg entre autres, sont encore imprimées.
Où rencontre-t-on réellement une dyne ?
Dans une table de tension superficielle, dans un protocole d'électrophorèse, ou dans un article ancien de chimie des colloïdes. Un ménisque d'eau tire avec environ 72 dynes par centimètre de ligne de contact, et un film de savon avec à peu près le tiers de cette valeur. La viscosité du sang mesurée dans un viscosimètre capillaire se cite aussi traditionnellement en dynes.
La conversion perd-elle de la précision aux très petites forces ?
Non, et c'est la seule conversion de la catégorie qui ne peut pas en perdre, car multiplier par une puissance de dix ne fait que déplacer la virgule. Une force de 0,0000001 newton devient exactement 0,01 dyne. Rien n'est arrondi en chemin.
La dyne sert-elle aussi en ingénierie ?
Rarement. La mécanique et les structures ont quitté le système CGS depuis longtemps, et une charge exprimée en dynes serait un nombre ingérable pour tout ce qu'un œil peut voir. L'ingénierie a adopté le newton et ses multiples, tandis que la dyne est restée là où elle est née : sur la paillasse et dans l'article scientifique.