Mode d`emploi Nestler

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Mode d'emploi Nestler
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Mode
d'emploi
Règles à calculer
scolaires
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GAMMA : DELTA
Table des matières
A. Notions de Base et Calculs élémentaires
1° Principe de la règle à calculer
2° Echelles de base: lecture et réglage
3° Représentation schématique de la règle
4° La multiplication
5° La division
6° Multiplication et division combinées
7° Rapports et proportions
8° L'Echelle des inverses CI
9° Echelles de base décalées CF,DF
10° Elévation au carrée / Extraction de la racine carrée
11° Elévation au cube / Extraction de la racine cubique
12° Echelles de mantisses L
B. Rapports Trigonométriques. Angles
1° Les échelles trigonométriques
2° Echelles de sinus S
3° La relation a/sin α = b/sin β = c/sin γ application
4° Echelles des tangentes et cotangentes T1 et T2
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
Tables des matières
A. Notions de Base et Calculs élémentaires
1° Principe de la règle à calculer
2° Echelles de base: lecture et réglage
3° Représentation schématique de la règle
4° La multiplication
5° La division
6° Multiplication et division combinées
7° Rapports et proportions
8° L'Echelle des inverses CI
9° Echelles de base décalées CF,DF
10° Elévation au carrée / Extraction de la racine carrée
11° Elévation au cube / Extraction de la racine cubique
12° Echelles de mantisses L
1. Principe de la règle à calculer
Pour mesurer la longueur d'un segment de droite nous utilisons normalement une règle graduée soit en cm, soit en mm. Si
nous disposons de 2 règles identiques nous pouvons également nous en servir pour faire des additions et des soustractions.
On admettra que chaque trait de la graduation en mm correspond à un nombre.
Pour effectuer l'addition: 34 + 48 = 82
nous disposons les 2 règles l'une contre l'autre comme l'indique la figure 2. Nous plaçons le trait 0 de la règle C au-dessus
du trait 34 de la règle D. Le trait 48 de la règle C se trouve alors placé en face du trait 82 de la règle D. 82 représente la
somme cherchée. Les flèches rouges de la figure 2 indiquent comment effectuer cette opération. [Note: La documentation
originale a été imprimée en noir et blanc.] Nous venons ainsi de faire une addition en utilisant deux règles à graduation
linéaire normale (ce qui veut dire que la distance entre deux divisions successives est la même en tout point de la règle).
Pour effectuer la soustraction nous faisons une opération analogue en retranchant un des segments de l'autre. Maintenons
les 2 règles dans la position qu'elles occupaient dans l'exemple précèdent et essayons de faire la différence:
82 - 48 = 34
Le trait 48 de la règle C est placé au-dessus du trait 82 de la règle D. Nous remarquons que le trait 0 de la règle C est placé
au-dessus du trait 34 de la règle D. 34 est la différence recherchée.
C'est d'une façon analogue que fonctionne la règle à calculer. On remarquera que les graduations de la règle ne sont plus
équidistantes, mais disposées d'une manière particulière en se resserrant de plus en plus vers la droite en général: c'est une
graduation logarithmique. Du fait de l'utilisation de cette échelle dite logarithmique les additions de longueurs ne donnent
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B. Rapports Trigonométriques. Angles
Tables des matières
B. Rapports Trigonométriques. Angles
1° Les échelles trigonométriques
2° Echelles de sinus S
3° La relation a/sin α = b/sin β = c/sin γ application
4° Echelles des tangentes et cotangentes T1 et T2
5° Arcs-Radians-Petits angles
5°1 La marque ρ
5°2 Degrés - Radians
1. Les échelles trigonométriques
L'envers de la règle à calculer comporte 4 échelles permettant de déterminer les rapports trigonométriques. Nous
distinguons en haut les échelles T 1 et T 2 donnant les tangentes puis en bas échelle des sinus et l'échelle ST qui nous
permet de transformer la mesure d'un arc exprimée en degrés (et comprise entre 0,55° et 6°) en radians et inversement.
Les paragraphes suivants nous montreront comment nous servir de ces échelles.
Les nombres inscrits sur les échelles T 1, T 2, S, ST sont des degrés (1 angle droit = 90°).
Remarque importante: L'intervalle entre 2 valeurs consécutives de degrés n'est pas divisé sexagésimalement en
minutes et secondes. Il est par contre divisé décimalement car actuellement on n'utilise plus que cette division dans la
pratique. Si un angle est exprimé en degrés, minutes et secondes, il faut convertir les minutes et secondes en dixièmes
ou centièmes de degrés.
Exemple: 2°30' = 2,5°
La précision des échelles trigonométriques correspond à celle d'une table des lignes trigonométriques de 3 ou 4
décimales. Dans la pratique on a rarement besoin d'une précision plus grande. Dans ces cas on pourra se servir de tables
à 5 ou 6 décimales.
Les échelles ne comportent que des angles dont la valeur est comprise entre 0 et 90°. Les rapports trigonométriques des
angles supérieurs à 90° seront déterminés en utilisant les règles classiques sur les arcs associés.
Exemple:
sin 150° = sin (l80° - 150°) = sin 30°
cos l20° = -cos(180°-120°) = -cos60°
Les chiffres gravés sur les échelles A, B, C ou D pouvaient représenter plusieurs nombres. Ainsi 2 peut représenter 20,
2000, 0,02 etc... .
Par contre les nombres des échelles T 1, T 2, S, ST ont une valeur bien déterminée et ne peuvent pas servir pour
représenter le dixième, centième, etc. .. . du nombre ou représenter 10,100.. . fois le nombre.
C'est ainsi que 30 représente bien 30° et non 3° ou 3000.
La figure 30 ci-après montre la relation qui existe entre les échelles T 1, T 2, S, ST et l'échelle de base D sur laquelle on
lira les rapports trigonométriques des angles figurant sur les échelles T 1, T 2, S, ST. Sur la règle les échelles T 1 et T 2
sont disposées l'une sous l'autre. En réalité l'échelle T 1 devrait être placée à gauche de l'échelle T 2 comme l'indique la
figure 30. Dans ce cas l'échelle de base D devrait aussi être prolongée vers la gauche. Pour éviter cela, on a préfère
disposer T 1 au-dessus de T 2.
Un nombre gravé sur l'échelle D représente la tangente de l'angle reporté sur l'échelle T 2.
Exemple:
tg 70° = 2,75
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C. Fonctions Exponentielles et Logarithmiques
Tables des matières
C. Fonctions Exponentielles et Logarithmiques
1° Les échelles exponentielles LL
2° Puissances de la forme y = ax
2°1 Puissances de e
3° Racines de la forme a = x√y
4° Logarithmes de la forme x = alog y
4°1 Logarithmes des décimaux de base 10 : log x
4°2 Logarithmes naturels népériens: ln x
Divers
1° Le curseur - Utilisation de ses marques
2° Entretien et nettoyage de la règle à calcule
1. Les échelles exponentielles LL
Au bas du recto (face avant) du corps de la règle se trouvent les échelles LL 2 et LL 3 gravées en noir. Les nombres
reportés sur ces échelles vont de 1,1 jusqu'à 30.000. Ces échelles ont été établies en ne représentant non pas les
logarithmes des nombres, mais les logarithmes des logarithmes de ces nombres: d'où l'appellation LL de ces échelles.
En raison de cette particularité, les nombres figurant sur ces échelles ne représentent pas une simple suite de chiffres
comme c'est le cas avec les échelles A, B, C, D, CI par exemple, mais représentent les valeurs réelles de ces nombres.
C'est ainsi que 5 lu sur LL 3 représente bien 5 et non pas 50, 500, 0,05.
Les échelles LL servent
au calcul de puissances de la forme y = ax
à l'extraction de racines de la forme a = x√y
à la recherche de logarithmes de la forme x = alog y
Les échelles LL seront utilisées en liaison avec les échelles C et D. A un nombre x repéré sur C ou D correspond une
valeur lue sur les échelles LL. C'est pour cette raison qu'on a marqué et à droite des échelles LL.
Les échelles LL 2 et LL 3 placées bout à bout représentent une échelle d'environ 50 cm. Elle a été obtenue comme nous
l'avons déjà indiqué en prenant encore une fois le logarithme des longueurs représentées sur l'échelle de base C ou D.
Les valeurs inscrites représentent non pas le logarithme du logarithme du nombre considéré, mais sont les nombres
mêmes. La figure 39 représente ces échelles et indique comment elles devraient être disposées normalement. La base
est celle de l'échelle C ou D. Les échelles C et D auraient du être prolongées vers la gauche d'une longueur égale à la
base. C'est ce que représentent les traits en pointillé dans la figure 39. Ici aussi on a préféré, (pour garder à règle une
longueur commode), décomposer les échelles LL en 2 parties qu'on a alors disposées l'une sous l'autre.
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C. Fonctions Exponentielles et Logarithmiques
Une marque a été gravée dans la règle pour repérer la valeur e = 2,718. Elle se trouve sous D 1, car ln e = 1 (logarithme
naturel de e) et log (ln e) = 0.
La disposition des échelles est telle qu'on trouve au-dessus de chaque nombre repéré sur LL 2 sa dixième puissance sur
l'échelle LL 3.
Si a est un nombre de LL 2 nous trouvons au-dessus sur LL3 sa dixième puissance c. à. d.
Inversement si b est un nombre de LL 3 nous trouvons en-dessous la dixième racine de ce nombre c.-à-d. 10√b
Mais il est rare qu'on ait à élever un nombre à la puissance 10 ou qu'on ait à extraire la 10ème racine d'un nombre. Ces
exemples avaient pour but de montrer la relation existant entre les échelles LL 2 et LL 3.
La figure 40 nous donne quelques exemples.
Les derniers modèles de la règle «Delta» comportent en plus de LL 2 et LL 3 une nouvelle échelle LL 1. Le principe
reste le même. L'échelle LL 1 permet d'effectuer en plus des calculs avec des nombres compris entre 1,0l et 1,11 ce qui
représente un avantage appréciable. L'échelle LL 1 est utilisée en liaison avec l'échelle D de la même façon que le sont
les échelles LL 2 et LL 3.
De plus quand on juxtapose au moyen du trait médian du curseur, un nombre de chacune des échelles LL 1, LL 2, LL
3:
Le nombre de LL 2 sera la dixième racine du nombre figurant sur LL 3
Le nombre de LL 1 sera la dixième racine du nombre figurant sur LL 2
`Le nombre de LL 1 sera la centième racine du nombre figurant sur LL 3
Inversement
Si on élève un nombre de LL 1 à la puissance 10 on trouve le résultat sur LL 2
Si on élève un nombre de LL 2 à la puissance 10 on trouve le résultat sur LL 3
Si on élève un nombre de LL 1 à la puissance 100 on trouve le résultat sur LL 3
2. Puissances de la forme
y = ax
Pour élever un nombre au carré ou au cube on peut utiliser comme nous l'avons déjà indiqué:
les échelles D et A ou C et B pour l'élévation au carré
les échelles D et K pour l'élévation au cube
Ces mêmes opérations peuvent aussi être effectuées au moyen des échelles LL qui permettent en plus l'élévation d'un
nombre à des puissances supérieures à 3.
De plus l'exposant n'a pas besoin d'être un nombre entier comme 2, 3, 4 etc. . . .
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C. Fonctions Exponentielles et Logarithmiques
On peut donc effectuer des opérations de la forme etc. . . .34,5 - 2 3,2 - 10 14,3
Exemples:
34 = 81
30,4 =1,552
ax= y
Méthode:
Placer le trait médian du curseur au-dessus de la base 3 choisie sur l'échelle LL 3. On amène ensuite C 1 sous le trait du
curseur de façon à juxtaposer 3 et C 1. Déplacer ensuite le curseur et amener son trait médian au-dessus de C 4, 4 étant
l'exposant de la puissance. Le trait est alors situé au-dessus de 81 de l'échelle LL 3 et au-dessus de 1,552 de l'échelle
LL 2, 81 est le résultat de l'opération 34 tandis que 1,552 est la 10éme racine de 81: 10√81 = 1,552
On peut aussi écrire 10√81 = 10√34 =30,4
Si nous essayons d'effectuer par la méthode indiquée ci-dessus l'opération 28 nous ne pouvons pas lire le résultat sous
C 8 car la réglette coulissante dépasse
à droite. Dans ce cas nous ne placerons pas C 1 au-dessus de 2 de LL 2 mais C 10. Nous avons déjà rencontré ce cas
lors de la multiplication avec les échelles
C et D. Mais attention: dans ce cas le résultat sera lu sur l'échelle LL 3.
Si on place C 1 au-dessus d'un nombre de LL 2 le résultat sera lu sur LL 2
Si on place C 1 au-dessus d'un nombre de LL 3 le résultat sera lu sur LL 3
Si on place C 10 au-dessus d'un nombre de LL 2 le résultat sera lu sur LL 3
On ne peut placer C 10 au-dessus d'un nombre de LL 3 car l'échelle LL 4 dont on devait disposer ne figure pas sur la
règle.
Exemple:
28 = 256
20,8 = 1.741
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C. Fonctions Exponentielles et Logarithmiques
Méthode:
Juxtaposer, en utilisant le trait du curseur, C 10 avec 2 choisi sur LL 2. Le résultat sera lu sous C 8 sur LL 3, c-à-d. 256.
Nous lisons en même temps sur LL2 1,741 qui est la 10éme racine de 256 ou encore En effet
10√256 = 10√28 = (28)1/10 = 20,8
Les valeurs des puissances qu'on peut déterminer avec les échelles LL 2 et LL 3 sont comprises entre 1,1 au minimum
et 30.000 au maximum. La détermination de
y dans des expressions de la forme y = ax ou y = af(x) est donc très facile.
Exemple:
Soit la fonction y = 2x Déterminer y lorsque x prend les valeurs
0,14-1,4 - 14
20,14 = 1,102
21,4 = 2,64
214 = 16400
La lecture des valeurs sur l'échelle LL 3 devient un peu délicate après 20.000 car les graduations sont très resserrées.
La règle ne donnera ici que 2 chiffres significatifs. Si on a besoin de plus de précision il faudra utiliser une table de
logarithmes à plusieurs décimales (5 à 6).
On peut également déterminer la valeur des puissances à exposant négatif en utilisant la relation suivante: a-x = 1/ax
On déterminera d'abord ax en lisant le résultat sur LL 2 ou LL 3. On reporte ensuite le résultat sur échelle C qui en
combinaison avec CI donnera alors l'inverse de c.-à-d. 1 / ax = a-x
2.1 Puissances de e
y = ex
Nous venons de déterminer des puissances de la forme y = ax. La base «a» peut être un nombre quelconque. Dans le
cas particulier où a = e = 2,71828 nous aurons y= ex=2,71828
e est la base des logarithmes naturels appelés encore logarithmes népériens.
Pour calculer les puissances de e il est inutile de placer C 1 au-dessus de e de LL 3. On utilisera l'échelle D pour lire les
exposants car D 1 est déjà placé au- dessus de e. Pour éviter des erreurs toujours possibles il est conseillé de faire
coïncider C 1 et D 1. Dans ce cas l'exposant x peut être repéré indistinctement sur C ou D.
L'échelle D en liaison avec l'échelle LL 3 permet de déterminer les puissances allant de e1 à e10
L'échelle D en liaison avec l'échelle LL 2 permet de déterminer les puissances allant de e0,1 à e1,0
La figure 39 nous en donne l'explication.
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C. Fonctions Exponentielles et Logarithmiques
Exemple:
Calculer e0,1 et e10
Placer le trait médian du curseur sur D 2. Ce trait nous permet de lire sur LL 3: 7,4 c.-à-d. e2.
Sur LL2 nous lisons toujours sous le même trait 1,2216 c.-à-d. e0,2donc:
e2 = 2,71 8282 = 7,4
e0,2 = 2,718280,2 = 1,2216
Les fonctions exponentielles y = ex ont une grande importance en Physique. De nombreux phénomènes naturels
comme l'échauffement et le refroidissement d'un corps, la charge et la décharge d'un circuit électrique, la
transformation radio active, sont régis par ces fonctions.
Si on donne une expression du genre y = ef(x)et si on nous demande de déterminer les valeurs de y correspondant à
différentes valeurs de x, nous conseillons de calculer d'abord les valeurs f(x1), f(x2), f(x3) ... correspondant aux
différentes valeurs x1, x2, x3 ... et de les juxtaposer dans un tableau de valeurs. C'est ensuite seulement qu'on
déterminera ef(x) en déplaçant simplement le curseur de la règle.
3. Racines de la forme
a = x√y
Pour extraire une racine au moyen de la règle à calculer il suffit de faire une opération qui est l'inverse de celle que
nous avons faite pour élever un nombre à une puissance. En effet pour élever un nombre à une puissance nous avons
opéré comme si nous avions à effectuer une multiplication avec les échelles de base. Nous avons placé bout à bout pour
les ajouter des segments pris sur les échelles D et LL 2 ou LL 3. Pour extraire la racine il suffit de retrancher les
segments.
Exemple:
3√64 = 4
30√64=1,1488
Méthode:
Disposer l'un au-dessus de l'autre, en utilisant le curseur, l'indice x (indiquant le degré de la racine) repéré sur l'échelle
C et le nombre y placé sous le radical qui est repéré sur LL2 ou LL3. Le résultat c.-à-d. la racine sera lue en-dehors de
C i ou C 10 sur LL 2 ou LL 3,
Chaque racine peut être transformée en une puissance d'après la relation
x√y = y1/x
Ainsi 3√64 =641/3 =640,3333 .. = 4
d'où aussi 1/3√4 = 64
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C. Fonctions Exponentielles et Logarithmiques
Au lieu de déterminer la 3e racine de 64 (racine cubique) par le procédé indiqué plus haut on peut ainsi calculer 641/3
c.-à-d. élever 64 à la puissance 1/3.
Méthode:
Placer C 10 au-dessus de LL3 64. Lire sous CI 3 correspondant à C 1/3 = C 0,333,,. le résultat 4 sur l'échelle LL 3.
Remarque:
Il est conseillé d'utiliser l'échelle CI pour éviter d'avoir à repérer des fractions 1/x sur l'échelle C. Il suffit de repérer x
sur Cl ce qui est plus simple.
On peut aussi effectuer des opérations de la forme a = x√ym
On a x√ym = ym/x = y m:m/x:m = y1/(x:m) = y(1/x)/m
La fraction x/m sera transformée en divisant le numérateur x et le dénominateur m par m.
On opère alors comme ci-dessus en calculant la valeur de x/m et en repérant le quotient sur l'échelle CI.
Exemple:
= 643/6 = 643:3/6:3 = 641/2 =8.
5√82 = 83/5 = 83:3/6:3 = 81/1,666
6√643
4. Logarithmes de la forme
x = alog y
Les échelles LL permettent de déterminer aussi des logarithmes de base quel conque. En effet on a la relation
y = ax <===> x = a log y (on écrit aussi log a y)
Il s'agit donc de déterminer l'exposant x qui est aussi le logarithme de y.
Exemple:
3log 81 = log 81 = 4 <===> 34 = 81
3
Lire:
le logarithme de 81 de base 3 est 4.
Méthode:
Il s'agit de trouver l'exposant x qui placé derriére la base 3 donnera 81, donc 3x= 81.
Placer, en utilisant le curseur, C i au-dessus de LL3 : 3. Déplacer le trait du curseur au-dessus de LL3 : 81. Sous ce
méme trait nous lisons sur C : 4 qui est le logarithme x recherché. Pour déterminer l'emplacement de la virgule dans les
logarithmes il est utile de savoir que a log a = 1.
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C. Fonctions Exponentielles et Logarithmiques
Ainsi si le nombre y est supérieur à la base a on a x > 1
Ainsi si le nombre y est inférieur à la base a on a x < 1
En résumé:
y>a y<a
x>1 x<1
4.1 Logarithmes décimaux (de base 10)
log x
Dans la pratique on se sert presque exclusivement des logarithmes décimaux dont la base est 10. Dans ce cas a = 10.
Nous avons x = 10 log y <+++> y = l0x
Dans la pratique on écrira x = log y en laissant tomber l'indication de la base c.-à-d. 10. Donc s'il n'y a pas d'indication
de base il s'agit toujours de 10.
La règle à calcul nous permet de déterminer les logarithmes de base 10 de 2 façons.
1° On utilise les échelles D et L comme cela a été expliqué dans le paragraphe A12 : Echelle des mantisses L.
2° On utilise les échelles LL 2 et LL 3 en liaison avec l'échelle C. Cette méthode présente par rapport à la 1ère
l'avantage de nous donner la mantisse et la caractéristique du logarithme. La 1ère méthode ne nous donne que la
mantisse du logarithme. La 2e méthode présente par contre un inconvénient : le nombre de chiffres significatifs de la
mantisse qu'on peut lire sur l'échelle C diminue quand on va vers la droite. Cette 2 méthode est surtout recommandée
lorsque les nombres dont on doit déterminer le logarithme, sont compris entre 1,1 et 2,8. Ce sont les nombres de
l'échelle LL 2. Lorsqu'un nombre est inférieur à 1 il est recommandée de chercher d'abord le' logarithme de l'inverse du
nombre. Le logarithme cherché est alors l'opposé du logarithme de l'inverse.
Exemple:
Trouver le logarithme de 0,5
Méthode:
Inverse de 0,5 = 1/0.5 = 2.
Log 2 = 0,301
d'où Log 0,5 = - Log 2 = - 0,301
Autre exemple:
log 100 = 2
log 1,585 = 0,2
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C. Fonctions Exponentielles et Logarithmiques
Méthode:
Placer C 1 ou C 10 au-dessus de la base repérée sur LL 3 c.-à-d. 10. Faire coïncider le trait du curseur avec le nombre
dont on cherche le logarithme, ce nombre étant choisi sur LL 3 (100) ou sur LL 2 (1,585). Le logarithme entier
(mantisse + caractéristique) sera lu sur C en-dessous du trait du curseur. Faire attention à la position de la virgule.
4.2 Logarithmes naturels (népérien)
ln x
C'est un logarithme de base e = 2,71828
On a e log x = 2,718.. log x = ln x.
Les logarithmes naturels ont, comme les fonctions exponentielles, une grande importance en Physique.
De même qu'on utilisait les échelles D et LL pour calculer la valeur de ex, on utilisera ces mêmes échelles pour
déterminer ln x.
En effet y = ln x <===> ey = x
D 1 étant d'office placé au-dessus de e de LL 3 il suffit de placer le trait du curseur sur le nombre x repéré sur les
échelles LL 2 ou LL 3. Le logarithme naturel correspondant y sera lu sur D en-dessous du trait du curseur.
L'emplacement se détermine en tenant compte du tableau ci-après:
Echelle LL 3: Nombres allant de 2,6 à 3.104 : Log. naturel allant de 1 à 10
Echelle LL 2: Nombres allant de 1,1 à 2,8 : Log. naturel allant de 0,1 à 1
Exemples:
ln 30 = 3,4
ln 5 = 1,61
ln 1,85 = 0,615
ln l,19=0,174
Pour éviter des erreurs de lecture il est recommandé d'amener C 1 en coïncidence avec D 1.
Divers
1. Le curseur - Utilisation de ses marques
Chaque face du curseur comporte tout d'abord le trait médian noir que nous avons déjà souvent utilisé. Ce trait couvre
toute la largeur de la règle. Les traits médians de chaque face sont placés exactement vis-à-vis de même que les
échelles D de chaque face. Un calcul commencé sur une des faces peut ainsi être achevé sur l'autre. Le trait médian sert
surtout à mettre en relation les différentes échelles et à assurer la correspondance des valeurs. Cette utilisation a été
expliquée en détail dans les différents paragraphes.
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C. Fonctions Exponentielles et Logarithmiques
La face avant du curseur comporte encore des traits rouges.
En bas et à droite il y a le trait rouge marqué d
En haut et à droite il y a le trait rouge marqué PS
En haut et à droite il y a le trait rouge marqué kp/m
Le trait rouge d (en bas à droite) sert, en liaison avec le trait noir marqué q, à déterminer l'aire q d'un cercle connaissant
le diamètre d.
En effet q = d2 · π / 4
On place le trait rouge marqué d au-dessus d'un nombre de l'échelle D, représentant le diamètre. L'aire sera lue sur
l'échelle A en dessous du trait médian noir.
On peut également arriver au même résultat en utilisant le trait médian noir qu'on placera au-dessus de d lu sur l'échelle
D. L'aire sera alors indiquée sur l'échelle A, par le trait rouge marqué kp/m. Il est situé en haut et à gauche du trait
médian. Nous déconseillons néanmoins cette méthode.
Ce trait rouge marqué kplm est décalé du facteur 4/ π = 0,785 par rapport au trait médian.
Or il se trouve que 7,85 est la densité de l'acier fondu.
Cela va nous permettre de déterminer le poids exprimé en kilogramme-poids (kgp) d'une barre d'acier fondu de poids
volumique 7,85 kgp/dm3 ayant une longueur de 1 mètre et ayant une section q mm2 de et un diamètre de d mm. Il est
bien entendu qu'il s'agit d'un «fer rond».
Pour repérer d sur l'échelle D on se servira exclusivement du trait rouge marqué d et placé en bas et à gauche du trait
médian.
La section exprimée en mm2 sera lue sur l'échelle A sous le trait médian noir. Le poids en kgp de 1 m de cette barre
sera lu sur l'échelle A aussi, mais sous le trait rouge marqué kp/m et placé en haut et à gauche du trait médian noir.
Exemple:
d = 6 mm Placer le trait rouge marqué d au-dessus de D 6
q = 28,3 mm2 à lire sur A sous le trait médian noir
Poids au mètre = 0,222 kgp à lire sur A sous le trait rouge marqué kp/m
Si on veut par la suite déterminer le poids d'une longueur quelconque (en mètres) de cette barre de section circulaire, il
suffit de placer B 1 en-dessous du trait rouge marqué kp/m.
On multipliera ensuite par la longueur de la barre.
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C. Fonctions Exponentielles et Logarithmiques
Exemple:
poids de 3,6 m = 0,8 kgp.
Placer B 1 comme indiqué ci-dessus. Lire le poids - 8 - sur l'échelle A au-dessus de B 3-6.
Un troisième trait rouge marqué PS (Ch en France) est placé en haut et à droite du trait noir. Il sert en liaison avec le
trait médian noir à transformer des KW (Kilowatt) en Chevaux: Ch ou inversement des Ch en KW.
Nous avons la relation
0,736 KW = 1 Ch
1 KW= 1,36 Ch
Trait médian noir: KW (Kilowatt)
Trait rouge Ch: PS (Chevaux)
Si nous retournons la règle pour prendre la face portant les échelles décalées CF et DF, nous remarquons qu'il y a
uniquement un trait rouge sur le curseur. Il est placé en haut et à droite. Si nous plaçons le trait médian noir sur un
nombre de l'échelle D (ou C) nous trouvons sous le trait rouge sur l'échelle DF (ou CF) le produit par 3-6 (c.-à-d. 0,36
ou 3,6 ou 3600 etc. ..) du nombre primitif repéré sur D(ou C).
Inversement, à tout nombre de DF placé sous le trait rouge correspond sur D (sous le trait noir) son quotient par 3-6.
Nous pouvons ainsi faire des multiplications ou divisions par 3-6 en déplaçant simplement le curseur.
Cette multiplication ou division par 3-6 est utilisée lors des conversions sui vantes:
Degrés
<--> secondes d'angle 1°
=3600"
Heures
<--> secondes
1H = 3600s
Année
<--> Jours
= 360j
1a
Vitesse:
<--> Kilomètre/Heure 1 m/s 3,6 km/h
mètre/seconde
Il est rappelé (comme nous l'avions déjà indiqué au paragraphe 9 («Echelles de Base décalées CF et DF») que le trait
noir du curseur permet également de multiplier ou de diviser par π = 3,14.
Ainsi à tout nombre pris sur D et placé sous le trait médian noir du curseur correspond sur DF le produit du nombre par
π, la lecture se faisant toujours sous le trait noir. Si on lisait sous le trait rouge, on obtiendrait le produit par 3-6.
Pour diviser par π on procède en sens inverse.
2. Entretien et nettoyage de la règle à calcul
La règle à calcul est un instrument de haute précision. Elle a été élaborée et fabriquée très soigneusement. Sa
robustesse bien connue lui permet de résister à l'occasion à une manipulation un peu rude. Il est naturellement
préférable de la traiter avec ménagement et de la remettre après usage dans l'étui qui assure une protection efficace. De
grâce, ne la laissez pas sans étui au fond d'un sac d'école!!
Evitez surtout en ce qui concerne les modèles Beta-Gamma-Delta, des chocs violents en direction d'une diagonale de la
règle. Vous risquez un décalage des 2 parties du corps. Dans ce cas jamais encore constaté dans la pratique, mais
néanmoins toujours possible, n'essayez pas de redresser vous même, mais donnez la règle à votre vendeur qui la fera
remettre en état à peu de frais.
Evitez le contact de votre règle avec l'encre des stylos à bille ou à feutre. Vous risquez des taches indélébiles. Au cas
où cela arriverait, n'essayez surtout pas de détacher en utilisant un produit quelconque du commerce. Vous risqueriez
de ramollir la matière plastique et de détruire la graduation. Dans ce cas aussi demandez conseil à votre vendeur.
N'approchez jamais votre règle d'une source de chaleur intense. Il ne faut pas qu'elle dépasse une température de 70°.
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C. Fonctions Exponentielles et Logarithmiques
La matière plastique de choix que nous avons utilisée résiste à toute déformation tant qu'elle ne dépasse pas cette
température.
Pour nettoyer la règle, utilisez de l'eau tiède dans laquelle vous avez fait dissoudre quelques paillettes de savon.
N'utilisez pas de produits détersifs trop forts. Après nettoyage il est conseillé de repolir la règle avec un chiffon doux en
laine ou en lin. Prendre de préférence un chiffon propre afin qu'il soit débarrassé de toute particule abrasive risquant de
rayer la règle.
Au cas où la réglette coulissante glisserait difficilement, introduire un peu d'huile de vaseline ou d'huile aux silicones
entre la règle et la réglette mobile. Ces huiles sont en vente dans les pharmacies ou drogueries.
Remettez toujours votre règle après usage dans son étui et n'hésitez pas à remplacer celui-ci au cas où il serait détérioré
après un long usage.
Ainsi traitée, votre règle, à la fabrication de laquelle la Maison NESTLER a apporté tout son soin, vous fera un très
long usage et vous donnera entière satisfaction.
Albert Nestler 763 Lahr/Schwarzwald Germany
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B. Rapports Trigonométriques. Angles
Pour faire la lecture nous plaçons le trait médian du curseur sur 70 de l'échelle T 2 (gravure en noir). Il correspond au
nombre 2,75 de l'échelle D. C'est bien 2,75 et non 27,5 ou 0,0275.
En laissant le curseur dans cette position on remarquera que le trait médian est placé au-dessus du nombre 15,36° de
l'échelle T 1. A cet angle correspond sur l'échelle D une tangente de 0,275 c.-à-d. le dixième de la valeur précédente.
C'est pour cette raison qu'on a écrit.
tan 0,1 x à droite de l'échelle T 1
tan x à droite de l'échelle T 2
et x à droite de l'échelle D
En pratique quand on utilise les échelles T 1 et D, les valeurs lues sur D sont à multiplier par 0,1 ou plus simplement à
diviser par 10.
De même quand on utilise les échelles ST et D, les valeurs lues sur D sont à diviser par 100. En effet on a marqué à
droite de l'échelle ST: arc 0,01 x.
Nota: l'abréviation <) tan figurant sur la règle correspond au symbole «tg» c.-à-d. tangente utilisé en France.
2. Echelles des Sinus S
sin α
cos α
L'échelle S comprend les angles compris entre 5,5° et 90°. Pour déterminer le sinus d'un angle on se servira des
nombres gravés en noir. Le rapport trigonométrique sinus (sin ) correspondant à l'angle sera lu sur l'échelle de base D.
Le chiffre 1 à gauche de l'échelle D correspond réellement à 0,1 .
Le nombre 10 à droite de l'échelle D correspond réellement à 1. Les valeurs des sinus varient donc entre 0,1 et 1. Il faut
donc diviser les nombres de l'échelle D par 10. C'est ce qui est aussi rappelé par l'indication sin 0,l x à droite de l'échelle
S.
Pour déterminer le cosinus d'un angle on utilisera la relation
cos α = sin (90° - α)
c.-à-d.: le cosinus d'un angle est égal au sinus de son complément. Pour trouver le cosinus d'un angle nous repérons
l'angle sur l'échelle S mais en utilisant les nombres rouges. L'échelle croît alors de 0° à 90° en allant de droite à gauche.
On remarquera que les nombres rouges sont les compléments des nombres noirs. Pour une position donnée du curseur
on peut donc lire le sinus d'un angle a ainsi que le cosinus de son complément 90° - sur l'échelle D.
Exemples:
a) sin 30° = 0,5 = cos 60°
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B. Rapports Trigonométriques. Angles
b) sin 9°=0,1546=cos 8l°
c) cos 70° = 0,342 = sin 20°
d) cos 41° = 0.755 = sin 49°
Méthode: Placer le trait médian du curseur au-dessus d'un nombre noir de l'échelle s'il s'agit de déterminer le sinus ou
au-dessus d'un nombre rouge s'il s'agit de déterminer le cosinus d'un angle. La valeur du sinus ou du cosinus sera lue sur
l'échelle D (Diviser les nombres lus sur D par 10.) Si par contre on donne le sinus ou le cosinus d'un angle et qu'on doit
déterminer la valeur de l'angle, on part de l'échelle D et on fait la lecture sur l'échelle S.
3. La relation a / sin α = b/ sin β = c/ sin γ - Applications
En géométrie plane on peut calculer très simplement les angles et les côtés d'un triangle quelconque en utilisant la
relation
a / sin α = b/ sin β = c/ sin γ
Nous rencontrons dans cette formule une suite de rapports égaux et nous avons déjà vu au paragraphe 7 que l'on
pouvait, pour une position bien déterminée de la réglette mobile, faire correspondre à toute valeur a, b, c des
numérateurs de la formule précédente une valeur sin α, sin β, sin γ des dénominateurs de façon à ce que les rapports
soient égaux.
La valeur des côtés a, b, c sera lue sur l'échelle C. La valeur en degrés des angles opposés à ces côtés sera lue en face
sur l'échelle S. La ligne de séparation entre la réglette mobile verte et le corps blanc de la règle forme pour ainsi dire le
trait de fraction qui se trouve entre le numérateur et le dénominateur.
Pour effectuer les calculs il faut connaître dans le cas d'un triangle quelconque un côté et l'angle opposé à ce côté pour
pouvoir former le rapport côté/ sin angle.
Si on donne ensuite la valeur d'un autre côté on peut calculer la valeur de l'angle opposé qui lui correspond.
Inversement, si on donne la valeur de l'angle, on peut trouver le côté. Comme on sait que la somme des 3 angles d'un
triangle est de 180° on peut au moyen de cette relation trouver le 3e angle connaissant les 2 autres. Le 3e angle étant
ainsi déterminé, on peut trouver la valeur du côté qui lui est opposé.
En pratique on déplacera la réglette mobile de façon à placer face à face (sous le trait médian noir du curseur mobile) la
valeur d'un côté, a par exemple, repéré sur l'échelle C et la valeur de l'angle opposé à ce côté, α dans ce cas, repéré sur
l'échelle S. Nous repérons ensuite sur l'échelle C la valeur des côtés b et c et nous trouverons en-dessous (utiliser le
curseur mobile) la valeur β et γ des angles opposés à ces côtés. Si inversement ce sont les angles qui sont donnés on les
repère d'abord sur l'échelle S et on trouvera les côtés opposés correspondants au-dessus sur l'échelle C.
Cette formule est aussi utilisée très souvent pour la résolution des triangles rectangles. Soit γ l'angle droit γ = 90°.
Dans ce cas sin γ = sin 90° = 1
Comme α + β + γ = 180°
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B. Rapports Trigonométriques. Angles
on a α + β = 180° - γ =180° - 90° = 90°
donc α =90° - β ou = 90° - α
On aura alors
sin α = sin (90° - β ) = cos β
sin β =sin (90° - α ) = cos α
La formule a / sin α = b/ sin β = c/ sin γ peut alors s'écrire
a / sin α = b/ sin β = (c/1) ou a / cos α = b/ cos β = (c/1)
Chaque formule contient 5 inconnues: a, α, b, β, c
Il suffit d'en connaître 2 quelconques pour pouvoir trouver les 3 autres en utilisant les 2 formules données ci-dessus
comme va nous le montrer l'exemple ci-après.
Exemple:
Hypothèse: Soit un triangle rectangle en γ dans lequel b = 15,5 cm et α = 70°
Trouver a, c, β
Réponse:
a = 42,6 cm
c = 45,3 cm
β =90° - α =90° - 70 = 20°
Méthode:
On calcule d'abord la valeur de d'angle β. On sait que α + β = 90°.
Donc β =90°- α = 90°-70°=20°
Nous repérons β = 20° sur l'échelle S. Nous plaçons le trait médian du curseur sur β = 20° et déplaçons ensuite la
réglette mobile afin d'amener b = 1-5-5 de l'échelle C en dessous du trait médian du curseur. Le rapport b / sin β est
ainsi formé. Nous lirons ensuite au-dessus de = 70° la valeur de a c.-à-d. 4-2-6 puis au-dessus de γ = 90° la valeur de c :
4-5-3.
La position de la virgule sera déterminée par le procédé habituel.
Si on donne par contre la valeur de 2 côtés a et b par exemple, on forme d'abord le rapport a / b = tg α. Le chapitre B 4
montrera comment trouver α, connaissant tg α. A défaut on se servira d'une table des tangentes α. étant alors connu on
forme le rapport a / sin α et on procédera comme dans l'exemple précédent.
Dans le paragraphe B 4 nous avons montré comment on pouvait au moyen des échelles S et D déterminer le sinus d'un
angle. On est parfois obligé dans des problèmes de physique de multiplier ou de diviser par le sinus ou le cosinus d'un
angle. La règle à calculer permet d'effectuer ces opérations sans qu'il soit nécessaire de déterminer d'abord le sinus ou
cosinus de cet angle.
Exemple:
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B. Rapports Trigonométriques. Angles
Dans un circuit parcouru par un courant alternatif de tension U, d'intensité I et présentant un déphasage f#, la puissance
se calcule au moyen de la formule.
P = U · I · cos f#
U = 220 Volts
I = 2,6 Ampères
f# = 30°
P = 220 · 2,6 · cos 30° = 495 Watts
Méthode: Les flèches rouges indiquent les opérations è effectuer. Partir de f# = 30° (cosinus rouge) cou 60° (sinus
noir) car cos 30° = sin 60°. La valeur de cos 30° = 0,866 lue sur l'échelle D n'a pas besoin d'être notée, mais sera
multipliée d'abord par 2-2 et ensuite par 2-6. On ne retiendra que le résultat final 4-9-5.
4. Echelles des Tangentes et Cotangentes T1 et T2
tg α
cotg α
Les échelles trigonométriques T1 et T2 servent en liaison avec l'échelle de base D, à déterminer les rapports
trigonométriques tg α et cotg α d'un angle donné α. Les échelles T1 et T2 sont graduées directement en degrés.
L'échelle T1 va de 5,5° à 45° et l'échelle T2 de 45° à 84,5°. Pour trouver la tangente d'un angle, a on repérera l'angle α
sur l'une des échelles T1 ou T2 en se servant des nombres gravés en noir. En utilisant le trait médian du curseur on
trouvera alors en face, sur l'échelle D, le rapport tg α correspondant à l'angle α. L'échelle T1 porte à sa droite
l'indication <) tg 0,1 x qui nous signale que les valeurs lues sur l'échelle D doivent être divisées par 10. Cette échelle D
va donc de 0,1 à 1. Ces valeurs sont les tangentes des angles choisis sur l'échelle T1, angles allant de 5,5° à 45°.
Quand on repère les angles sur l'échelle T2 allant de 45° à 84,5° l'échelle D nous donne directement sans division la
tangente de ces angles. D est donc dans ce cas gradué de 1 à 10.
Si nous faisons coïncider C 1 de la réglette mobile avec D 1 du corps de la règle en faisant ainsi coïncider les échelles C
et D nous pouvons lire sur l'échelle Cl la cotangente de l'angle α dont l'échelle D nous donnait déjà la tangente. Cela
résulte de la relation cotg α = 1 / tg α
La cotangente d'un angle peut aussi être déterminée en cherchant la tangente du complément.
En effet cotg α = tg (90- α )
En utilisant les nombres gravés en rouge sur les échelles T1 et T2 on peut lire sur D la cotangente. Ces nombres rouges
sont les compléments des nombres noirs.
Schéma d'utilisation des Echelles:
Echelles T1 ou T2 (noir) en liaison avec D (noir) -> Tangentes
Echelles T1 ou T2 (noir) en liaison avec Cl (rouge) -> Cotangentes
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B. Rapports Trigonométriques. Angles
Echelles T1 ouT2
(chiffres rouges)
Echelles T1 ouT2
(chiffres rouges)
en liaison avec D (noir)
-> Cotangentes
en liaison avec Cl (rouge) -> Tangentes
On voit que si les Echelles ont même couleur on trouve les tangentes et que si les Echelles ont des couleurs
différentes on trouve les cotangentes.
Sur la règle les échelles T1 et T2 sont placées l'une sous l'autre. Elles devraient en réalité être placées l'une derrière
l'autre: T1 à gauche T2 à droite comme le montre la figure 34. Mais dans ce cas il aurait fallu avoir une règle de
longueur double. L'échelle D, de longueur double, aurait alors permis d'avoir une graduation allant de 0,1 à 10 en
passant par 1 placé au milieu. Le fait de disposer T1 au-dessus de T2 a permis d'utiliser une règle de longueur normale.
Exemples: Hypothèse: Hypothèse:
α = 10.6°
α = 77.6°
tg α =0,187 tg α = 4,55
Résultat:
cotg α = 5,35 cotg α = 0,22
5. Arcs-Radians-Petits angles
Un arc de cercle peut être en général mesuré de 2 façons .
1° La mesure d'un arc de cercle est la même que celle de l'angle au centre qui intercepte cet arc. Arc et angle au centre
sont donc mesurés par le même nombre de degrés.
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B. Rapports Trigonométriques. Angles
2° La mesure d'un arc peut aussi être exprimée en radians.
On trouve la valeur en radians en divisant la longueur de l'arc AB (exprimée en cm par exemple) par le rayon OB du
cercle (mesuré aussi en cm)
donc dans la figure précédente ABrad = 1 / r
A chaque angle donné (exprimé en degrés) correspond donc aussi un arc bien défini exprimé en radians.
A un angle au centre de 90° correspond un arc de π / 2 radians.
Dans le cas où le rayon du cercle est égal à l'unité 1 (cercle trigonométrique) la mesure de l'arc en radians est égale à sa
longueur (mesuré avec la même unité). Les rapports trigonométriques des petits angles peuvent être déterminés au
moyen de l'échelle T d'après la relation
sin α ≈ rad α ≈ tg α
L'erreur introduite par cette approximation est inférieure à l'erreur qui provient de la règle, dans le cas où l'angle reste
inférieur à 6°. La figure 36 qui représente le cercle trigonométrique nous montre que la différence entre sin α, α et tg α
diminue avec l'angle.
L'échelle ST est graduée en degrés: elle va de 0,55° à 6°.
Les rapports sin α ou α ou tg α correspondant à ces petits angles seront lus sur l'échelle D (en s'aidant comme toujours
du curseur).
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B. Rapports Trigonométriques. Angles
Les valeurs lues sur D seront divisées par 100 (voir arc <) 0,01 x placé à droite de l'échelle ST).
L'échelle ST présente la particularité suivante (que n'ont pas les échelles T 1, T 2, ou S). Elle permet de déterminer le
rapport sin α, α ou tg α pour des angles valant la dixième, la centième etc.... partie de la valeur en degrés gravée sur
l'échelle ST. L'emplacement de la virgule dans les nombres lus sur l'échelle D sera déterminée dans ces cas à l'aide du
tableau ci-après.
Angles compris entre
0,55° et 6°
0,055° et 0,6°
0,0055° et 0,06°
etc....
Portée de l'échelle D
0,01 jusqu'à 0,1
0,001 jusqu'à 0,01
0,0001 jusqu'à 0,001
etc....
Cette relation sin α ≈ α ≈ tg α valable pour les angles inférieurs à 6°, permet aussi de trouver le cosinus et la
cotangente d'angles supérieurs à 84,5°.
Exemples:
sin α = cos (90 - α) ≈ α ≈ tg α ≈ cotg (90 - α)
cos α =sin (90- α)
cot α =tg (90- α)
cos 88° = sin 2° = 0,0349
cot 89,75° = tg 0,25° = 0,00436
Méthode:
Repérer l'angle α sur l'échelle ST et lire en face sur l'échelle D les valeurs de sin α ou de tg α correspondantes.
Le résultat trouvé est en même temps la valeur en radians de l'arc intercepté par cet angle α.
S'il s'agit de trouver le cosinus ou la cotangente d'angles supérieurs à 84,5° on transforme en sinus et en tangente.
Quand il s'agit de trouver la cotangente d'angles inférieurs à 6°, l'échelle Cl permet de trouver cette valeur car
cotg α = 1/ tg α
Pour des angles compris entre 0,55° et 6° la cotangente est comprise entre 100 et 10.
Pour des angles compris entre 0,055° et 0,6° la cotangente est comprise entre 1000 et 100 etc.. ..
5.1 La marque ρ
La valeur en radians d'un petit angle peut aussi être déterminée au moyen de la marque ρ qui se trouve sur les échelles
C et D entre 1-7-4 et 1-7-5. Quand on a de nombreux calculs à effectuer nous recommandons cette deuxième méthode.
On a posé ρ = π / 180° = 0,01745
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B. Rapports Trigonométriques. Angles
Puisqu'un angle de 180° correspond à un arc de radians on trouvera la valeur en radians d'un arc intercepté en
multipliant l'angle α par ρ.
α radians = α° · ρ = α° · 0,01745
Méthode:
Placer C 1 au-dessus de ρ de D. Repérer les angles α (en degrés) sur l'échelle C et lire en face sur l'échelle D la valeur
correspondante en radians.
5.2 Degrés - Radians
Nous avons vu qu'un arc peut se mesurer soit en radians soit en degrés. La transposition peut se faire au moyen de
l'échelle ST ou de la marque ρ. On peut ainsi convertir des degrés en radians et inversement des radians en degrés.
En effet:
180° -> π radians = 3,l4 rad
360° -> 2 π radians = 6,28 rad
L'échelle ST n'est pas seulement valable pour les angles de 0,55° à 6° mais également pour des valeurs 10 ou 100 etc., .
. . fois supérieures ou inférieures. Ceci n'est valable que dans le seul cas où cette échelle est utilisée pour la conversion
degrés <--> radians.
Exemples:
Un angle de 1° intercepte un arc de 0,01745 rad = ρ
Un angle de 0,141° intercepte un arc de ρ · 0,141 = 0,00246 rad
Un angle de 208° intercepte un arc de ρ ·208 = 3,63 rad
L'échelle ST est décalée par rapport à l'échelle D de ρ.
Placer Cl au-dessus de ρ de D. On remarque alors que les échelles C et ST coïncident exactement. Les nombres figurant
sur C et représentant des degrés sont ainsi multipliés par ρ. Les valeurs lues en face sur l'échelle D représentent la
valeur en radians de l'arc intercepté. On voit donc que la valeur en degrés peut pour cette position de la réglette mobile
être repérée indistinctement sur C ou sur ST. La figure 38 montre comment procéder.
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
plus comme résultat leur somme, mais leur produit.
De même la soustraction de deux longueurs ne donne plus leur différence, mais leur quotient.
La figure 3 montre la disposition des échelles de la règle à calculer pour effectuer la multiplication
2·3=6
Les flèches rouges indiquent la suite des opérations
Cette même disposition des échelles permet également d'effectuer la division
6·3=2
En utilisant la règle à calculer pour multiplier ou pour diviser on est amené à faire une addition ou une soustraction de
segments qui représentent des nombres. Pour être correct il faut préciser que les segments représentent non pas les
nombres, mais les logarithmes de ces nombres inscrits sur la règle. C'est ainsi que la longueur du segment compris entre les
chiffres 1 et 3 de l'échelle C représente le logarithme du nombre 3 qui est inscrit au-dessus de l'extrémité de droite du
segment considéré. On additionne ou on retranche ainsi les logarithmes des nombres considérés ce qui se traduira par une
multiplication ou une division.
Le chapitre A 12 «Echelle des Mantisses» explique ce que sont les logarithmes.
Bien que les longueurs reportées sur la règle soient les logarithmes des nombres inscrits, la compréhension de la notion de
logarithme n'est pas nécessaire pour pouvoir se servir correctement de la règle. Le fait que la longueur du segment entre les
chiffres 1 et 3 de l'échelle C par exemple, représente le logarithme de 3 nous importe peu. Nous ne retenons que le chiffre 3
qui seul nous intéresse.
En ce qui concerne la manipulation de la règle il importe de savoir que:
1° La règle doit être tenue comme l'indique la figure 4.
2° Il ne faut pas presser les 2 parties du corps de la règle l'une contre l'autre car cela freinerait la réglette mobile.
3° On déplace la réglette en la serrant entre le pouce et l'index et en prenant appui contre le corps de la règle - on peut ainsi
déplacer la réglette avec précision.
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
2. Echelles de base: Lecture et réglages
Pour calculer rapidement et sans faute avec la règle il importe de bien connaître les échelles et leurs graduations dans les
différents intervalles. Celles qui sont le plus souvent utilisées sont les échelles C et D. La figure 6 représente l'échelle de
base C ou D avec les nombres et intervalles les plus importants.
On remarque 3 parties
1° Intervalle allant du nombre 1 au nombre 2
2° Intervalle allant du nombre 2 au nombre 4
3° Intervalle allant du nombre 4 au nombre 10
Chaque partie est subdivisée différemment mais à l'intérieur de chaque intervalle le mode de division est le même.
La distance entre les traits 1 et 10 d'une échelle représente la Base de l'échelle. - Elle est de 25 cm pour les échelles C et D.
Faisons encore une remarque importante avant de nous familiariser avec la lecture des échelles.
On ne tient nullement compte de la virgule ni de sa position dans un nombre. - On ne s'occupe que des chiffres quelque soit
la position de la virgule. La règle à calcul ne nous donne que la suite des chiffres d'un nombre, mais jamais sa valeur qui
varie selon l'emplacement de la virgule. - C'est ainsi que le chiffre 2 de la règle peut représenter 2 ou 20; 200; 2000; 0,2;
0,02; 0,002 etc....
L'échelle graduée de 1 à 10 peut ainsi servir à représenter tous les nombres. C'est pour cette raison qu'il faut apprendre à
lire et à prononcer les nombres sans s'occuper de la virgule comme l'indiquent les exemples suivants:
Nombre considéré:
On écrit:
On prononce:
On évitera de prononcer:
Nombre considéré:
On écrit:
On prononce:
On évitera de prononcer:
0,0238
2-3-8
deux-trois-huit
zéro-virgule-zéro-deux-cent-trente-huit
27500
2-7-5
deux-sept-cinq
vingt-sept-mille-cinq-cent
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
C'est ainsi qu'on évitera les fautes et qu'on pourra rapidement lire les chiffres et régler et déplacer curseur ou réglette
mobile.
Dans la figure 6 on remarque qu'il y a 3 intervalles importants sur l'échelle de base: de 1 à 2,de 2 à 4,de 4 à 10.
Le 1er intervalle allant de 1 à 2 est subdivisé en 10 parties par des traits assez longs portant à leur extrémité supérieure
l'inscription 1,1 ... 1,2... 1,3. . . 1,9.
Chacune des divisions obtenues est encore une fois subdivisée en 10 intervalles par des traits plus courts. Le trait repérant
le milieu des intervalles précédents (de 1,2 à 1,3 par exemple) est légèrement plus long. Dans notre exemple il s'agit du trait
repérant le nombre 1,25. En raison du manque de place il a été impossible de graver les nombres correspondant à ces traits
sur la règle. La graduation de ce premier intervalle est comparable à celle d'une règle ordinaire graduée en mm. Pour
pouvoir nous familiariser avec ces divisions et subdivisions on a représenté par la Fig. 7 le 1er intervalle allant de 1 à 2. La
subdivision allant de 1 à 1,1 a été agrandie et on a inscrit au-dessus des traits qui la divisent encore une fois en 10 parties
les nombres correspondants; mais attention: ces nombres ne figurent pas sur la règle à calculer en raison du manque de
place car ces traits sont trop resserrés. Un nombre formé de 3 chiffres peut donc être représenté exactement par un trait
dans cet intervalle allant de 1 à 2. S'il y a par contre un 4e chiffre il faut repérer par évaluation son emplacement entre 2
traits consécutifs.
La précision de la division et la finesse des traits permettent ainsi de repérer le milieu entre 2 traits consécutifs: il
correspond au chiffre 5 qui sera ici le 4ème chiffre d'un nombre. Il est trop difficile d'apprécier le 1/10 de cet intervalle
entre 2 traits consécutifs; par contre il est relativement aisé d'apprécier le 1/5 de cet intervalle et nous pouvons nous
l'imaginer divisé en 5 parties égales. Ces traits imaginaires correspondent à un 4e chiffre, valent 2, 4, 6, 8. La figure 7
représentée ci-après donne 6 exemples de lecture Exemples: 1-0-3-5; 1-3-5-2; 1-7-0-4; 1-8-9-8; 1 -0-6-6.
Le 2ème intervalle allant de 2 à 4 est divisé autrement. Les traits un peu plus longs que les autres et qui ne sont pas
surmontés de chiffres, correspondent aux nombres 2,1 - 2,2 - 2,3... 3,9. Les traits représentant les nombres 2,5 et 3,5 sont
un peu plus longs. Chaque intervalle ainsi formé (de 2,2 à 2,3 ou de 3,8 à 3,9 par ex.) a été divisé en 5 parties seulement par
manque de place. Ce mode de division permet ainsi le repérage exact d'un nombre par un trait de division lorsque son 3e
chiffre est un chiffre pair.
C'est ainsi le cas pour les nombres 202, 204, 236 etc.... Si le 3e chiffre est un nombre impair son emplacement sera repéré
au milieu entre 2 traits consécutifs. On peut à la rigueur encore apprécier comme 4e chiffre, le chiffre 5. Pour cela nous
nous imaginons que l'intervalle entre 2 traits consécutifs est divisé en 4 parties égales.
La figure 8 nous donne quelques exemples
Exemples: 2-0-7-5; 2-6-8-5; 3-0-4; 3-7-7-5; 2-0-1-5; 2-1-5-5
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
Le 3e intervalle allant de 4 à 10 est divisé encore autrement. Nous avons d'abord représenté les chiffres 5, 6, 7, 8, 9 en
divisant cet intervalle en 6 parties. Chaque nouvel intervalle obtenu - (de 5 à 6 ou de 8 à 9 par exemple) a été divisé par des
traits un peu plus courts en l0 parties. Chaque nouvelle partie ou intervalle obtenue a été divisée par un trait de longueur
encore plus réduite en 2 parties. En raison de ce mode de division nous pouvons représenter par un trait tout nombre de 3
chiffres à condition que le 3e chiffre (le plus à droite) soit un 0 ou un 5. Si ce 3e chiffre est par contre 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9
son emplacement sur la règle peut être repéré par évaluation.
La Figure 9 donne quelques exemples
Exemples: 4-1-6; 5-5-5; 6-8-2; 8-0-2; 9-9-5; 4-2-1; 4-4-9
Exercez vous très longuement à repérer et lire les nombres sur la règle. Ce n'est qu'à cette condition qu'on pourra calculer
rapidement et sans fautes. Utilisez pour la lecture ou le repérage le trait médian très fin du curseur ou bien placez le trait 1
de la réglette mobile au-dessus d'un nombre quelconque de l'échelle D de la règle. On fera la lecture sur cette échelle D.
On pourrait avoir l'impression que la précision dans la lecture ou le repérage des chiffres diminue vers la droite de la règle
du fait que les traits sont ici de plus en plus rapprochés. Cela provient du fait que nous sommes habitués aux divisions
linéaires ou aux règles à graduations équidistantes. Or ce n'est qu'une impression car en réalité le «pourcentage d'erreur» ou
l'erreur relative qu'on peut faire est la même en tout point de l'échelle. Ce n'est pas l'erreur absolue qui importe dans les
calculs mais uniquement cette erreur relative.
3. Représentation schématique de la règle
Nous utiliserons un schéma simple et clair pour représenter la règle et pour montrer comment effectuer les calculs. Les
échelles sont représentées par des traits pleins de couleur noire si la valeur des nombres représentés sur l'échelle augmente
en allant de gauche à droite. La couleur est rouge si l'échelle décroît en allant de gauche à droite. La réglette mobile ou
coulissante est représentée par une bande en gris. Sur la règle cette réglette est de couleur verte.
Les lettres inscrites aux extrémités des échelles représentent:
à gauche: les symboles internationaux
à droite: les symboles mathématiques
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
Le trait vertical avec un petit trait gras horizontal à chaque extrémité représente le trait du milieu ou trait médian du
curseur. Sur le curseur ce trait est de couleur noire. La flèche représentée à l'extrémité supérieure de ce trait vertical indique
la direction dans laquelle il faut déplacer ce curseur pour effectuer les opérations. Le trait vertical surmonté du chiffre 1
représente la position primitive du curseur en début de calcul. Celui qui est surmonté du chiffre 2 représente la position du
curseur en fin d'opération. Des flèches et des chiffres supplémentaires indiqueront la marche à suivre dans le cas
d'opérations complexes. En général, pour expliquer les calculs, on ne représentera schématiquement que les échelles qui
sont nécessaires pour effectuer les calculs en faisant abstraction des autres. En les représentant toutes, cela compliquerait le
schéma. On gagne ainsi en clarté et on a un schéma simple.
Remarque importante:
Pour désigner le chiffre 1 de l'échelle C nous écrirons C!.
Pour désigner les chiffres 3-2 de l'échelle D nous écrirons D 3-2. Ainsi l'expression «placer C1 au-dessus de D 3-2» veut
dire:
Placer le chiffre 1 de l'échelle C au-dessus des chiffres 3-2 de l'échelle D.
a· b · c
4. La multiplication
Pour multiplier a par b nous ajoutons au segment représentant le facteur a, le segment représentant le facteur b. Le résultat
sera lu au bout du segment représentant b. On effectuera les calculs en utilisant les échelles de base C et D. La figure 11
nous montre 2 exemples. Dans les 2 exemples la réglette coulissante a la même position vu qu'on multiplie le même
nombre 2,36.
Exemple: 2,36 · 19,7 = 46,5
2,36 · 3,6 = 8,5
Suite des opérations à effectuer:
1er exemple:
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
Placer C 1 (en utilisant éventuellement le trait médian noir du curseur) au-dessus de D 2-3-6. Placer le trait médian du
curseur sur C 1-9-7. Ce trait est alors aussi placé au-dessus de D 4-6-5. 4-6-5 est le résultat de la multiplication.
2e exemple:
Placer le trait médian du curseur au-dessus de D 2-3-6. Placer C 1 au-dessus du trait médian du curseur: de ce fait C 1 est
placé au-dessus de D 236. Placer ensuite le trait médian du curseur sur C 3-6 qui est alors placé au-dessus de D 8-5 qui est
le produit recherché.
Comme nous l'avons déjà mentionné précédemment, la règle à calculer ne nous donne que les chiffres du produit dans
l'ordre sans préciser l'emplacement de la virgule. Pour déterminer cet emplacement nous faisons un calcul mental rapide en
arrondissant les 2 facteurs du produit.
Ainsi pour le premier exemple
2,36 · 19,7
2 · 20=40
Le produit sera donc de cet ordre de grandeur. Nous avions trouvé 4-6-5. Le produit sera donc 46,5 et non 4,65 ou 465.
Le 2e exemple nous donne de même:
2,36 · 3,6
2·4=8
Pour ces exemples simples ces calculs approchés peuvent paraître inutiles car nous connaissions déjà par habitude la valeur
approximative du résultat. Pour d'autres exemples plus complexes que nous verrons plus tard, ces calculs avec les nombres
arrondis à des nombres entiers simples sont indispensables. Nous vous conseillons de vous exercer d'abord avec des
exemples simples afin de prendre l'habitude de ces calculs. Ceci vous permettra aussi, en dehors de l'emploi de la règle,
d'évaluer rapidement l'ordre de grandeur d'un produit et vous donnera une grande sûreté.
Effectuons maintenant la multiplication 2,36 ·5. Plaçons C 1 au-dessus de D 236 et essayons de lire comme nous l'avons
appris le résultat sous C 5. Or il n'y a aucun nombre sous C 5 car l'échelle D s'est arrêtée avant au nombre 1-0. Dans ce cas
il faut alors procéder autrement: au lieu de placer C 1 au-dessus de D 2-3-6, nous plaçons C 10 au-dessus de D 2-3-6 en
déplaçant la réglette mobile vers la gauche (elle dépassera à gauche de la règle). Nous pouvons alors lire sous C 5 le
résultat c'est à dire 1-1-8.
Illustrons au moyen de la figure 12:
Exemples: 2,36 · 5 = 11,8
2,36 · 0,0805 = 0,19
Dans les 2 cas placer C 10 au-dessus de D 2-3-6 - lire la réponse sous C 5 c.-à-d. 1-1-8 pour le 1er exemple. Pour le 2e
exemple nous lisons sous C 8-0-5 la réponse 1-9 sur l'échelle D.
Détermination de l'emplacement de la virgule.
1er exemple: 2,36· 5 ≈ 2 · 5 = 10
Résultat 11,8
e
Résultat 0,19
2 exemple: 2,36· 0,0805 ≈ 2.0,1 = 0,2
Après avoir fait quelques multiplications et pris l'habitude on verra tout de suite si c'est C 1 ou C 10 qu'il faut placer
au-dessus du nombre à multiplier.
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
Si on n'est pas encore très sûr, on peut utiliser pour le début la règle suivante:
Si le produit du 1er chiffre de a par le 1er chiffre de b est inférieur à 10, c'est C 1 qu'il faut placer au-dessus du nombre à
multiplier. Dans ce cas la réglette coulissante sort du corps de la règle à droite.
Si par contre le produit du 1er chiffre de a par le 1er chiffre de b est supérieur à 10, c'est C 10 qu'il faut placer au-dessus du
nombre à multiplier. La réglette coulissante dépasse alors à gauche.
Exemple: 2,36 · 0,0805
a·b
er
1 chiffre de a : 2
2 · 8 = 16
l er chiffre de b:8
16 étant supérieur à 10
16>10
utiliser C 10
Pour effectuer les multiplications on peut aussi utiliser les échelles A et B qui sont graduées de 1 à 1000. Dans ce cas nous
n'aurons pas la petite complication précédente de placer soit C 1 ou C 10. C'est toujours B 1 que nous utiliserons. Le
multiplicande a sera repéré sur l'échelle A entre 1 et 10 et le multiplicateur b sur l'échelle le B également entre 1 et 10. Si
on repérait entre 10 et 100 ce qui est possible on aurait les mêmes ennuis qu'avec les échelles C et D.
Il peut paraître, à première vue, que l'utilisation des échelles A et B est à recommander en raison de la simplification des
opérations. Malheureusement la précision de lecture est moins grande car la base choisie n'est que de 12,5 cm tandis qu'elle
était de 25 cm pour les échelles C et D. (Voir aussi le paragraphe 9).
On a donc tout de même intérêt à utiliser les échelles C et D pour les calculs usuels.
5. La Division
a/b=c
C'est ici l'opération inverse de la multiplication qui est à faire. Au lieu d'ajouter les longueurs portées sur la règle, nous les
retranchons l'une de l'autre. Nous retranchons du segment représentant le dividende a, le segment représentant le diviseur b.
La différence des 2 segments représentera le quotient.
La Figure 13 nous montre au moyen de 2 exemples comment procéder.
1er exemple: 71,5 : 2,86 = 25
Placer le trait médian du curseur sur D 7-1-5. Glisser C 2-8-6 sous le trait médian du curseur de façon à ce que C 2-8-6 soit
placé au-dessus de D 7-1-5. (avec l'habitude on pourra placer C 2-8-6 au-dessus de D 7-1-5 sans utiliser le curseur. Mais
nous le déconseillons pour le début). Le quotient sera lu sous C 1 sur l'échelle D c.-à-d. 2-5. Pour faciliter la lecture on peut
placer le trait médian du curseur au-dessus de C 1.
Détermination de la virgule:
71,5 : 2,86 75 : 3 = 25
2e exemple: 85 : 34 = 2,5
Placer C 304 au-dessus de D 8-5. Lire le quotient sous C 1. On remarquera que la position de la réglette mobile est la même
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
que pour l'exemple précédent. C'est aussi cette position qu'aurait la réglette ai on voulait effectuer la multiplication 25 ·
2,86.
Dans les 2 exemples précédents les quotients ont été lus sous C 1 et la réglette mobile dépassait à droite. Il arrive que pour
certaines divisions la réglette dépasse à gauche. Dans ce cas le quotient se trouve sous C 10.
Dans le cas de la multiplication il fallait déterminer à l'avance si c'était C 1 ou C 10 qu'il fallait placer au-dessus du
multiplicande b. Ce n'est pas le cas ici. On dispose les deux nombres l'un au-dessus de l'autre (il n'y a qu'une position
possible): diviseur sur l'échelle C, dividende sur l'échelle D. Si la réglette dépasse à droite on lira sous C 1, si elle dépasse à
gauche on lira sous C 10.
Exemples: 1,075:1,72 = 0,625
230 : 36,8 = 6,25
Détermination de l'emplacement de la virgule
1,075: 1,72 ≈ 1: 2=0,5
230:36,8 ≈ 200:40=5
Les divisions peuvent également être effectuées sur les échelles A et B. Le dividende sera choisi sur l'échelle A et le
diviseur sur l'échelle B. Le quotient se lira sous B 1, B 10 ou B 100.
Comme nous l'avons déjà expliqué pour la multiplication, la précision de lecture, donc l'erreur relative, est ici moins bonne.
Nous conseillons donc aussi d'utiliser les échelles C et D.
6. Multiplications et divisions combinées
a·b/c
Si nous devons effectuer une opération de la forme par a · b /c nous divisons d'abord a par c et multiplions ensuite le
quotient par b.
Exemple: 400 · 2 / 18 = 50
Opérations à faire:
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
Placer C 1-8 au-dessus de D 4-5. Le résultat de cette division se trouve sous C 1 mais nous ne le notons pas. Nous plaçons
le trait médian du curseur sur C 2. C 2
est placé au-dessus de D5. Le résultat est de 5.
Détermination de l'emplacement de la virgule: 450 · 2 / 18 = 50 · 1 / 1 = 50
Si le numérateur et le dénominateur de la fraction sont formés par plusieurs facteurs le principe reste le même.
La fraction (a · b · c · d) / (e · f · g) s'effectue d'après le schéma suivant:
a
b
c
d
\ / \ / \ / etc. . .
e
f
g
Les résultats intermédiaires n'ont pas d'intérêt pour nous et ne seront pas retenus.
Exemple: (3,8 · 6,27 · 9,35) / (7,2 · 0,37) = 83,6
Placer C 7-2 au-dessus de D 3-8 (Résultat sous C 10). Déplacer le trait médian du curseur sur C 6-2-7. En ne bougeant pas
ce curseur placer C 3-7 sous le trait médian. Déplacer le curseur et placer le trait médian sur C 9-3-5. Le résultat final se lit
sur l'échelle D sous C 935 c.à.d 8-3-6.
Détermination de l'emplacement de la virgule
(3,8 · 6,27 · 9,35) / (7,2 · 0,37) = (4 · 6 · 10) / (8 · 0,5) = 60
Résultat 83,6 et non 8,36 ou 836 ou 0,836 ou 8360 etc....
7. Rapports et proportions
a/b = c/d = e/f ...
Donnons à la réglette mobile une position quelconque. Pour cette position donnée au-dessus de chaque nombre de D nous
trouvons un nombre correspondant sur C. Si nous divisions un nombre quelconque de D par le nombre correspondant de C,
nous trouvons toujours le même quotient. Nous pouvons ainsi former un nombre infini de rapports égaux entre eux.
Si a, c, e sont des nombres de D et b, d, f les nombres correspondants de C, on aura a/b = c/d = e/f
Plaçons par exemple C 1 au-dessus de D 1-5. Dans ce cas tout nombre de D est 1,5 fois plus grand que le nombre
correspondant de C ou bien tout nombre de C est 1,5 fois plus petit que le nombre correspondant de D. Le rapport d'un
nombre choisi sur D à un nombre correspondant choisi sur C est de 1,5. On peut aussi dire que le quotient d'un nombre
choisi sur D par le nombre correspondant choisi sur C est de 1,5 ou de 15 ou 150 etc. . . . Il est bien entendu que nous
désignons ici par nombres correspondants, les nombres de C et D disposés l'un au-dessus de l'autre.
On peut aussi dire qu'un nombre choisi sur C forme le numérateur d'une fraction dont le dénominateur est le nombre
correspondant de D. La ligne qui sépare l'échelle C de D représente ici le trait de fraction. Toutes ces fractions ainsi
formées sont égales entre elles. On pourrait aussi choisir le numérateur sur D et le dénominateur sur C.
L'exemple qui suit montre une application pratique: la conversion du système métrique exprimé en mm en pouces (unité
anglo-américaine).
Exemple: 1 pouce = 25,4 mm
940 mm = 32 pouces
2,5 pouces = 61 mm
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
Méthode:
Placer C 1 au-dessus de D 2-5-4
L'échelle C représente les pouces
L'échelle D représente les mm
Sous C 24 pouces nous lisons D 61 mm
Sous D 9-4 mm nous lisons C 37 pouces
On peut ainsi soit convertir des pouces en mm ou inversement des mm en pouces. La réglette mobile garde dans les 2 cas la
même position.
On peut aussi déterminer par exemple la quatrième proportionnelle x dans l'expression a/b = c/x très simplement.
Exemple: 4/2 = 6/x
x= 3
Méthode: Placer C 2 au-dessus de D 4. Au-dessus de D 6 nous lisons C 3. 3 est la valeur de x.
Autre exemple: Echelle d'une carte 1 :12500
Soit une longueur de 2,36 cm mesurée sur la carte. Quelle est la distance dans la nature?
Nous écrivons 1/ 12 500 = 2,36/ x
x = 29500 cm = 295 m
Méthode comme dans l'exemple précédent.
8. L'Echelle des inverses CI
1/a
Le mode de division de l'échelle CI (C inverse) correspond à celle des échelles de base C et D. Mais elle est disposée à
l'envers, le 10 étant à gauche, le 1 étant à droite. Les valeurs augmentent quand on va de droite à gauche. Cette échelle se
trouve sur la réglette mobile. Elle est représentée en rouge dans les schémas. Son utilisation est souvent avantageuse et
simplifie certains calculs.
a) Inverse d'un nombre
A chaque nombre a de C correspond un inverse à lire sur l'échelle CI. De même à chaque nombre a de CI correspond un
inverse à lire sur l'échelle C. Pour déterminer l'inverse d'un nombre il est recommandé pour éviter les erreurs de lecture, de
faire coïncider les échelles D et D c.-à-d. de placer C1 au-dessus de D 1. Pour faire correspondre à un nombre son inverse
on utilisera le trait médian du curseur.
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
Exemple:
L'inverse de 4 est 1/4 = 0,25.
Au-dessus de C 4 nous lisons Cl 25
L'inverse de 60 est 1/60 = 0,0166. Au-dessus de C 60 nous lisons Cl 166
L'inverse de 0,8 est 1/0,8 = 1,25. Au-dessus de C 8 nous lisons C1 125
Ici aussi la règle à calcul ne donne que la suite des chiffres dans l'ordre. L'emplacement de la virgule doit ici aussi être
déterminé par un calcul approché.
b) Multiplication et Division
L'échelle des inverses nous permet souvent de simplifier certaines opérations, nous évite certaines manipulations de la
réglette mobile. Ceci est encore plus important que la détermination des inverses. Pour le montrer nous allons d'abord voir
qu'une multiplication de la forme a · b = c et qu'une division du genre a/b = c peuvent aussi être présentées autrement.
Exemple:
a · b = a · b /1 = a : 1/b = a / (1/b)
4 · 5 = 4 · 5/1 = 4 : 1/5 = 1/ (1/5)
Multiplier un nombre a par b revient donc à diviser a par l'inverse de b c.-à-d. par 1/b.
autre Exemple:
a: b = a / b = a · (1/b)
20:4 = 20 /4 =20 · (1/4) = 20 · 0,25=5
Dans ce cas diviser un nombre a par b revient donc à multiplier a par l'inverse de b c.-à-d. par 1/ b.
Tout ceci peut paraître bien compliqué au premier abord. Mais nous allons voir maintenant que cela nous permet de
simplifier certaines opérations. C'est ainsi que les multiplications qui s'effectuaient en plaçant C 10 au-dessus du
multiplicande (la réglette dépasse alors à gauche) se font plus simplement.
Exemple: 3 · 4 = 3 : (1/4) = 12
Méthode ordinaire: On place C 10 au-dessus de D 3. Lecture sous C 4 du résultat: D 12
Méthode avec les inverses: Nous plaçons au-dessus de D 3 la valeur CI 4. Nous avons ainsi disposé au-dessus de D 3
également C 1/4 ou C 2-5 qui est l'inverse de CI 4.
Effectivement le trait médian du curseur couvre D 3, CI 4 et C 2-5 = C 1/4. La disposition de la règle et de la réglette est
celle de la division de 3 par 1/4 vu que C est placé au-dessus de D 3.
La valeur du produit se lira sous CI 10 ou C l. Dans notre cas c'est 1-2. En pratique pour multiplier a par b on place le
nombre b choisi sur CI en face de a choisi sur D en s'aidant du curseur.
Dans notre cas plaçons CI 4 au-dessus de D 3. Résultat sous C 1 sur l'échelle D c.-à-d. 1-2.
Autre exemple: 60 : 8 = 60· (1/8) = 7,5
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
Méthode: Placer CI 10 ou C 1 au dessus de D 6. Placer le trait médian du curseur au-dessus de CI 8. Ce trait médian est
placé au-dessus du nombre 7-5 de l'échelle D: c'est le quotient cherché. Dans certains cas on peut être amené à placer Cl 1
ou C 10 au- dessus du dividende.
Règle: Quand nous utilisons l'échelle D et CI les opérations sont inversées: Pour effectuer une multiplication nous
disposons les échelles comme pour une division normale: multiplicande choisi sur D, multiplicateur choisi sur CI. Résultat
sous C 1 ou C 10 sur D.
Pour effectuer une division nous disposons les échelles comme pour une multiplication normale: Dividende choisi sur D,
diviseur choisi sur CI. Résultat à lire sur l'échelle D.
c) Multiplication de plusieurs facteurs
Pour effecteur les multiplications a · b · c... nous utiliserons l'échelle CI toujours dans les cas ou, pour continuer les
multiplications successives, il faudrait normalement déplacer la réglette coulissante vers la gauche pour faire coïncider C
10 avec les produits partiels. Le recours à l'échelle des inverses CI permet d'éviter cette manipulation.
Exemple: 35 · 0,7 · 25 = 612,5
Méthode: Placer CI 7 en utilisant le trait médian du curseur au-dessus de D 35. Déplacer le curseur sur C 25. Résultat à lire
sous C 25 sur l'échelle D c.-à-d. 6125.
d) Multiplications et divisions combinées (a · b · c ....)/ (d · e ....)
On commencera à effectuer la première division a : d, puis on multiplie par b etc. comme cela a été expliqué au chapitre 6.
Chaque fois qu'un décalage de la réglette mobile s'avérerait nécessaire on aura recours à l'échelle des in verses CI.
C'est dans le cas d'opérations de ce genre que l'utilisation de l'échelle CI apporte une simplification certaine.
Gardons bien en mémoire la règle énoncée précédemment
multiplication -> division avec l'échelle des inverses
division -> multiplication avec l'échelle des inverses
Effectuons quelques exercices. Nous calculerons alors rapidement et sans fautes.
9. Echelles de base décalées CF, DF
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
Au verso de la règle à calculer nous rencontrons les échelles CF et DF. Leur base et le mode de division sont les mêmes
que pour les échelles ordinaires C et D. Le décalage de CF et DF par rapport à C et D a été obtenu en appliquant le facteur
p#. C'est pour cette raison que les échelles CF et DF ne commencent que par 3; le 1 est situé approximativement au milieu
de l'échelle. Quand on fait coïncider C 1 et D 1 on remarquera que DF p# et CF p# correspondent avec C 1 et D 1. Au
moyen du trait médian du curseur on peut faire correspondre à un nombre a des échelles C ou D un nombre b des échelles
CF ou DF (a et b étant situés sous le trait médian du curseur).
On aura la relation b = a p#
On peut aussi dire que b / a = p#
Nous verrons plus tard une application de cette propriété. L'utilisation des échelles décalées présente encore d'autres
avantages. Entre autre, dans une multiplication ordinaire, elle nous évitera aussi le décalage fréquent de la réglette mobile
vers la gauche ou la droite. Il est en outre possible de réaliser une série de rapports égaux couvrant l'intervalle de 1 à 10 ce
qui n'est pas possible avec les échelles C et D. La figure 21 nous montre le décalage réalisé. On a prolongé l'échelle de base
C et D au-delà de 10. La portion comprise entre le de gauche et le de droite a été décalée vers le haut et vers la gauche non
pas d'une manière quel conque, mais en utilisant le facteur p#.
On utilisera les échelles CF et DF en appliquant les règles qui sont déjà valables pour les échelles C et D. Il résulte de ce
décalage un avantage certain. Pour effectuer une multiplication on peut poser par exemple le 1er facteur sur l'échelle D et
lire la valeur du produit soit sur l'échelle D, soit sur l'échelle DF.
Exemple: 2 · 4 = 8
Placer C 1 au-dessus de D 2. CF 1 correspond alors à DF 2. Le produit se lira soit sous C 4 sur l'échelle D: (nous lisons 8)
ou bien au-dessus de CF 4 sur l'échelle DF ou nous trouvons le nombre 8 également.
Autre exemple: 2 · 6 = 12
Placer C 1 au-dessus de D 2. Le produit ne peut plus se lire sous C 6. Il faudrait normalement d'après ce que nous avons
appris placer maintenant C 10 au-dessus de D 2. C'est inutile si nous utilisons les échelles CF et DF. En effet c'est
au-dessus de CF 6 maintenant que nous lisons sur l'échelle DF le produit 12.
Remarque importante: CF correspond à l'échelle C. On peut aussi dire que CF prolonge l'échelle C. De même DF est la
continuation de l'échelle D. C'est pour faire ressortir cela que les échelles D et DF sont de couleur blanche et les échelles C
et CF de couleur verte. C'est ainsi que dans l'exemple précédent 2 · 4 = 8 le facteur 4 peut être repéré soit sur l'échelle C
(verte) soit sur l'échelle CF (verte) pour trouver le même produit 8 qui sera repéré soit sur D (blanc), soit sur DF (blanc).
Attention: Echelle C < - - > Echelle CF
Echelle D < - - > Echelle DF
Même couleur - Même échelle
En conclusion: nous pouvons souvent effectuer des multiplications ou des divisions sans être obligés de décaler la réglette
mobile.
Exemple: 3 · 7,5 = 22,5
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
Méthode: Placer C 1 au-dessus de D 3. Lecture impossible sous C 7-5. Pour éviter le décalage de la réglette à gauche (C
10 au-dessus de D 3) on aura recours à l'échelle CF et on lira au-dessus de CF 7-5 le résultat 2-2-5 sur l'échelle DF.
Néanmoins tous les cas de multiplication ne peuvent pas être effectués en utilisant l'échelle décalée CF et DF. En effet dans
le cas où chacun de deux facteurs est supérieur à 6 nous ne pouvons plus lire le résultat sur DF. Il est alors indiqué d'utiliser
l'échelle des inverses CI (Paragraphe 8) et de remplacer la multiplication par une division au moyen de l'inverse du facteur
considéré.
Les échelles décalées CF et DF sont surtout d'un grand intérêt lorsqu'on veut former des rapports égaux. Si la valeur du
rapport est donnée, on déplace la réglette mobile de façon à former ce rapport sur la règle. S'il est de 2/3 par exemple on
dispose C 2 au dessus de D 3. Dans ce cas si on divise un nombre quelconque de C par le nombre correspondant de D
(nombre placé immédiatement en-dessous) ou si on divise un nombre de CF par le nombre correspondant de DF placé
au-dessus, on obtient toujours le même quotient.
Par définition ces rapports sont alors égaux.
Mais attention: Nombre de C Nombre de CF
=
Nombre de D Nombre de DF
Exemple: Réduction des longueurs dans un dessin dans le rapport 1 : 2,5.
Méthode: Placer C 1 au-dessus de D 2-5. Nous pouvons alors trouver sur D et DF (couleur blanche) les dimensions en
grandeur naturelle et sur C et CF (couleur verte) ces mêmes dimensions réduites dans le rapport 1 : 2,5. Pour repérer
facilement les couples de valeur on a intérêt à se servir du curseur.
Désignons toujours par l'expression «valeurs correspondantes» ou «nombres correspondant» les nombres placés sous le
trait médian du curseur. En raison du décalage (en appliquant le facteur p# ) il résulte que le rapport des valeurs
correspondantes de DF et de D ou de CF et de C est de p#.
Soit x une valeur de D.
Soit y la valeur correspondante de DF
on a y = p# · x.
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
Il en est de même pour les échelles C et CF.
En passant de C à CF ou de D à DF on multiplie par p#.
En passant de CF à C ou de DF à D on divise par p#.
Dans le cas où un produit de facteurs renferme le facteur p#, on peut effectuer cette multiplication en passant de l'échelle C
à CF ou de D à DF en prenant la valeur correspondante placée sur le même trait médian du curseur qui sert a faire le
transposition.
Exemple: Détermination de l'aire d'une ellipse.
S= a · b · p#
Application a = 1,64 b = 4,25
S = 1,64 · 4,25 · 3,14 = 21,9 cm2
Le calcul ou la détermination des pourcentages (%) est une opération très fréquente. L'utilisation des échelles décalées est
ici particulièrement indiquée du fait que le nombre 1 est disposé à peu prés au milieu de l'échelle CF ou DF. Il est ainsi très
facile d'appliquer une hausse ou une baisse d'un pourcentage donné à un nombre et de déterminer le nouveau nombre qui se
déduit du premier après application de la hausse ou de la baisse.
Exemple: La tension nominale aux bornes d'une prise de courant est de 220Vavec une tolérance de ± 5%. Déterminer la
tension minimale et maximale admissible.
Résultat 209 V minimum et 231 V maximum
Autre exemple: Prix brut d'une marchandise 52 F. Quel est le prix net après avoir accordé une remise de 30% sur le prix
brut?
Réponse 36 F40
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
Nous nous limitons à donner 2 exemples. Il y a beaucoup d'autres applications possibles.
Les nouveaux modèles Beta - Gamma et Delta comportent en plus de l'échelle CI qui est l'inverse de C une nouvelle
échelle CIF. L'échelle CIF comporte les inverses de l'échelle CF. On utilisera cette échelle CIF en liaison avec CF de la
même façon qu'on utilise CI en liaison avec C.
10. Elévation au carré
a2 , √a
Extraction de la racine carrée
Les échelles A de la règle et B de la réglette mobile sont identiques. Au lieu d'avoir une base de 25 cm comme les échelles
C et D elles n'ont qu'une base de 12,5 cm. Cette base étant la moitié de l'autre, il a été possible de graduer les échelles A et
B de 1 à 100. Il est possible, comme nous l'avons mentionné déjà plusieurs fois, d'effectuer tous les calculs avec les
échelles A et B.
Avantages: Le décalage de la réglette mobile est inutile.
Inconvénients: Précision de lecture moins grande. Erreur relative plus élevée.
Ces échelles A et B sont destinées surtout à permettre l'élévation au carré d'un nombre ou permettre d'en extraire la racine
carrée. Faisons coïncider A 1 et B 1. C 1 coïncidera alors avec D 1 si la règle est en bon état. Un choc brutal peut pour les
modèles Beta, Gamma et Delta détruire cette coïncidence. Dans ce cas consulter le chapitre: Divers, entretien.
Nous pouvons faire correspondre au moyen du trait médian du curseur à tout nombre x de C ou D un nombre y de A ou B.
Ce nombre y sera le carré de x c.-à-d. y = x2
Inversement, choisissons un nombre y sur A ou B. Le nombre x de C ou D qui lui correspond sera la racine carrée de c.-à-d.
x = √y.
Pour réaliser cette correspondance des échelles A ou B avec C ou D utilisez toujours le curseur bien que les repères C 1 et
B 1 de la réglette coulissante puissent servir aussi.
Exemples:
22 = 4
502 =2500
8,062 = 65
√2 = 1,41
√10 =3,16
√39 = 6,24
Quand on extrait la racine carrée d'un nombre on ne peut pas le repérer n'importe où sur l'échelle A ou B. Ces échelles
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
comportent l'intervalle de 1 à 10 et de 10 à 100.
Les nombres dont on extrait la racine carrée
1 et 10
compris entre
doivent être repérés dans le 1er intervalle
100 et 1000
allant de 1 à 10
10000 et 10000
Les nombres compris entre
10 et 100
doivent être repérés dans le 2e intervalle
1000 et 10000
allant de 10 à 100
100000 et 1000000
Comme il est assez compliqué de retenir ce tableau on se souviendra du procédé suivant:
Décomposer le nombre sous le radical en tranches de 2 chiffres en commençant par la virgule.
Exemples: √20'35, √1'83, √0,'03'45, √0,'45'64
Si la 1ère tranche qui est la tranche soulignée ne comporte qu'un chiffre on reportera le nombre correspondant dans
l'intervalle de 1 à 10. C'est le cas pour √183 et √0,0345.
Si la 1ère tranche comporte 2 chiffres on reportera le nombre correspondant dans l'intervalle allant de 10 à 100. C'est le cas
pour √2035 et √0,4564.
Rappelons en outre les règles suivantes:
1° Le nombre sous le radical est supérieur ou égal à 1 :
La Racine carrée comporte autant de chiffres significatifs avant la virgule, que le nombre sous le radical comporte de
tranches avant la virgule.
Exemples:
√37'91' = 61,
2 tranches
√46,'24 = 6,8
1 tranche
√1,'44 = 1,2
1 tranche
√79'21'00,' = 890 3 tranches
2° Le nombre sous le radical est inférieur à 1 mais supérieur à zéro:
La racine carré comporte autant de chiffres significatifs après la virgule que le nombre sous le radical comporte de
tranches après la virgule.
Une tranche de la forme 00 se traduit par un O dans le résultat.
Exemples:
√0,04' = 0,2
1 tranche
√0,'00'96'04' = 0,098
3 tranches
√0,00'16' = 0,04
2 tranches
√0,36' = 0,6
1 tranche
11. Elévation au cube
Extraction de la racine cubique
a3 , 3√a
L'échelle des cubes K comporte une base qui n'est que le tiers de la base C ou D.
Elle est de 25/3 cm. Faisons coïncider C 1 avec D 1. Faisons correspondre au moyen du trait médian du curseur un nombre
x de C ou D avec un nombre y de l'échelle K. Ce nombre y sera le cube de x c'est-à-dire y = x3.
Inversement à tout nombre x de K correspond un autre nombre y de C et D. Ce nombre y sera la racine cubique de x c.-à-d.
3√x
Exemples:
1,643 = 4,4
3√8
=2
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
43 =64
0,0743 =0,000405=405·10-4
3√18
= 2,62
3√1800=12,17
L'échelle des cubes K comporte 3 intervalles:
de 1 à 10
de 10 à 100
de 100 à 1000
Avant de repérer un nombre dans l'échelle des cubes K on le divise en tranches de 3 chiffres en partant de la virgule.
3√
3'468,'500'
3√ 5,'340
3√ 0,005'680'
1 chiffre significatif dans la 1ère
Tranche soulignée.
Nombres à reporter dans l'intervalle
de 1 à 10.
3√
32'421,'500'
3√ 56,'342'
3√ 0,'046'530'
2 chiffres significatifs dans la 1ère
Tranche soulignée.
Nombres à reporter dans l'intervalle de
10 à 100.
3√
125,'
3√ 126'340,'750'
3√ 0,'000'431'
3 chiffres significatifs dans la 1ère Tranche
soulignée.
Nombre à reporter dans l'intervalle de 100
à 1000.
Règle
On reporte dans l'intervalle de
{
1 à 10
1 chiffre
10 à 100 quand la 1ère tranche comporte 2 chiffres
100 à 1000
3 chiffres
On peut également procéder autrement en écrivant le nombre sous le radical au moyen de puissances de 10.
Exemples:
3√0,0112'
= 3√(11,2/1000) = 3√(11,2/103) = 3√11,2 · 10-3 = 3√11,2 · 3√ 10-3 = 3√11,2 · 10-1 =2,24/10 = =0,224.
12. Echelles des Mantisses L
log x
Logarithmes décimaux ou Logarithmes de Briggs
Base = 10
Etudions la relation qui existe entre les échelles L et D. Nous pouvons de nouveau faire correspondre à chaque nombre de
D un nombre de L au moyen du trait médian du curseur. L'échelle L comporte les «Mantisses» des nombres représentés sur
l'échelle D. La «Caractéristique» qui doit accompagner la mantisse est à déterminer par les procédés habituels. La table
représentée ci-après nous rappelle comment déterminer les caractéristiques.
Nombre x écrit sous forme Caractéristique Nombre écrit sous forme
de nombre décimal
correspondante de puissance de 10
0,001 < x < 0,01
-3
10-3 < x < 10-2
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
0,01 < x < 0,1
0,1 < x < 1,0
1 < x< 10
10 < x< 100
100 < x<1000
-2
-1
0
1
2
10-2 < x < 10-1
10-1 < x < 10-0
10-0 < x < 101
101 < x < 102
102 < x < 103
L'échelle des mantisses est divisée linéairement contrairement aux autres échelles. On peut déterminer facilement 3 chiffres
significatifs. L'échelle L correspond donc à une table de logarithmes à 3 décimales. C'est largement suffisant pour la
plupart des applications.
Exemples:
log 2 = 0,301 log 0,2
= 0,301 - 1 = -0,699
log 40 = 1,602 log 0,04
= 0,602-2 =-1,398
log 615 = 2,789 log 0,00615 = 0,789-3 = -2,211
Méthode:
Repérer le nombre sur l'échelle D au moyen du trait médian du curseur. Lire sur l'échelle L la mantisse se trouvant sous le
trait du curseur. Ajouter à la mantisse la caractéristique pour obtenir le logarithme du nombre considéré.
Les exemples suivants nous montrent comment on calcule au moyen des logarithmes. Cela nous permettra de comprendre
le fonctionnement de la règle à calculer qui travaille non pas avec les nombres mais avec les logarithmes des nombres
gravés sur les échelles.
Opération normale
Multiplication
a·b=c
Division
a:b=c
Elévation aux puissances an=b
n√a=b
Extraction des racines
Opération logarithmique
log a +log b=log c
log a - log b = log c
n log a = log b
log a /n = log b
Exemples:
312 · 0,0025 = 7,8
log 312 + log 0,0025 = 2,494 + 0,398 - 2 = 0,892 qui est la mantisse correspondant au nombre 7,8. La caractéristique est
0
7,28:150 = 0,0485
log 7,28- log 150 = 0,862 - 2,176 = - 1,314 = 0,686 - 2
164 = 65500
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A. Notions de Base et Calculs élémentaires
4 log 16 = 4· 1,204 = 4,816
Mantisse 0,816, Nombre Caractéristique 4, 65500
3√2=1,189
≈ 1,19
log 2: 4 = 0,301 : 4 = 0,0752 ≈ 0,075
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Mode d'emploi Nestler
5° Arcs-Radians-Petits angles
5°1 La marque ρ
5°2 Degrés - Radians
C. Fonctions Exponentielles et Logarithmiques
1° Les échelles exponentielles LL
2° Puissances de la forme y = ax
2°1 Puissances de e
3° Racines de la forme a = x√y
4° Logarithmes de la forme x = alog y
4°1 Logarithmes des décimaux de base 10 : log x
4°2 Logarithmes naturels népériens: ln x
Divers
1° Le curseur - Utilisation de ses marques
2° Entretien et nettoyage de la règle à calcule
Mes remerciements à Stéphane Guglielmi qui m'a prêté l'original de ce livret.
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