Physique du corps : Du mouvement au métabolisme
Dans le calcul précédent, nous avons choisi d’utiliser une fréquence cardiaque de 80 BPM, qui était une approximation plutôt qu’une mesure ou un calcul réel. Par conséquent, notre réponse n’est qu’une estimation. Cependant, nous ne nous attendons pas à ce que quiconque vivant jusqu’à l’âge adulte ait près de 10x plus ou 10x moins de battements que cela, de sorte que notre réponse se situe dans un ordre de grandeur de ce que la plupart des gens connaissent. En combinant plusieurs valeurs déjà connues, faciles à trouver ou approximatives pour obtenir une idée générale de la taille d’une réponse, comme nous venons de le faire pour les battements par vie, on obtient une estimation d’un ordre de grandeur. Jouez avec cette simulation pour vous entraîner à estimer des tailles en utilisant uniquement des repères visuels.
Estimation et approximation
L’estimation d’ordre de grandeur repose souvent sur des valeurs approximatives, de sorte que l’estimation d’ordre de grandeur et l’approximation sont souvent utilisées de manière interchangeable. Ajoutant à la confusion, l’approximation est souvent utilisée de manière interchangeable avec l’hypothèse ou utilise l’approximation pour décrire une mesure rapide et approximative avec un haut degré d’incertitude. Afin de maximiser la clarté, ce manuel s’efforcera de s’en tenir à l’utilisation des termes tels que définis selon le tableau suivant.
| Terme | Définition | Exemple de tous les jours | Assomption | Ignorer une certaine compilation des afin de simplifier l’analyse ou procéder même si l’information manque. Les scientifiques énoncent des hypothèses, justifient pourquoi elles étaient nécessaires et estiment leur impact possible sur les résultats. | Mes vêtements en coton sont complètement trempés, je suppose donc qu’ils n’apportent aucun effet isolant contre l’eau froide. |
| Approximation
Approximation |
Action de parvenir à une valeur approximative en utilisant des connaissances préalables et des hypothèses, mais pas en effectuant une mesure dans le but de déterminer la valeur. | L’eau semble froide, mais pas choquante, semblable au lac de baignade à 70 °F, donc la température approximative de l’eau est de 70 °F. | Incertitude (plus à ce sujet plus tard) | Montant par lequel une valeur mesurée, calculée ou approximée pourrait être différente de la valeur réelle. | 85 °F serait confortable comme la piscine du collège à 82 °F et 55 °F semble très froid, donc + 15 F° est mon incertitude par rapport à 70 °F. | Estimation de l’ordre de grandeur | Résultat de la combinaison d’hypothèses, de valeurs approximatives, et/ou de mesures avec une grande incertitude pour calculer une réponse avec une grande incertitude, mais qui a le bon ordre de grandeur. | En utilisant des données connues, j’ai estimé mon temps jusqu’à l’épuisement ou la perte de conscience à 5 heures (moins de 50 heures et plus de 0,5 heure). |
Préfixes métriques
Considérant que notre réponse sur les battements par vie n’est qu’une estimation d’ordre de grandeur, nous devrions arrondir notre réponse finale pour avoir moins de chiffres significatifs. Disons 3 000 000 000 de battements par vie (BPL), ou trois milliards de BPL. Un peu plus tard dans ce chapitre, nous définirons ce que nous entendons par chiffres significatifs et nous expliquerons pourquoi, quand et comment nous devons procéder à ce type d’arrondi. Pour l’instant, nous remarquons que c’est un peu distrayant et un peu ennuyeux d’écrire tous ces zéros, donc en comptant qu’il y a neuf places avant le premier chiffre, nous pouvons utiliser la notation scientifique et écrire à la place : 
BPL. Nous pouvons également utiliser un préfixe métrique. Le préfixe pour 109 est Giga (G) et nous pouvons donc écrire : 3 GBPL (lire comme gigabeats par vie). Le tableau ci-dessous présente les préfixes métriques courants. Pour une liste beaucoup plus complète des préfixes, visitez le site Web du NIST. L’un des avantages de l’utilisation des unités métriques est que les différentes unités de taille sont directement liées par des facteurs de dix. Par exemple, 1 mètre = 100 cm plutôt que 1 pied = 12 pouces.
| Préfixe | Symbol | Value | Example (some are approximate) | |||
| exa | E | 1018 | exameter | Em | 1018 m | distance light travels in a century |
| peta | P | 1015 | petasecond | Ps | 1015 s | 30 million years |
| tera | T | 1012 | terawatt | TW | 1012 W | powerful laser output |
| giga | G | 109 | gigahertz | GHz | 109 Hz | a microwave frequency |
| mega | M | 106 | megacurie | MCi | 106 Ci | high radioactivity |
| kilo | k | 103 | kilometer | km | 103 m | about 6/10 mile |
| hecto | h | 102 | hectoliter | hL | 102 L | 26 gallons |
| deka | da | 101 | dekagram | dag | 101 g | teaspoon of butter |
| – | – | 100 =1 | – | – | – | |
| deci | d | 10-1 | deciliter | dL | 10-1 L | less than half a soda |
| centi | c | 10-2 | centimeter | cm | 10-2 m | fingertip thickness |
| milli | m | 10-3 | millimeter | mm | 10-3 m | flea at its shoulders |
| micro | µ | 10-6 | micrometer | µm | 10-6 m | detail in microscope |
| nano | n | 10-9 | nanogram | ng | 10-9 g | small speck of dust |
| pico | p | 10-12 | picofarad | pF | 10-12 F | small capacitor in radio |
| femto | f | 10-15 | femtometer | fm | 10-15 m | size of a proton |
| atto | a | 10-18 | attosecond | as | 10-18 s | time light crosses an atom |