6. Le poids et la masse - Diekirch

1 le poids et la masse 111. 6. le poids et la masse Mise en contexte Pourquoi les astronautes peuvent-ils porter plus facile- ment leur quipement sur la Lune que sur la Terre ? For- mule une hypoth se ! Dans le langage courant tu dis : Mon poids est de 60 kg.. Est-ce que cette phrase est correcte du point de vue physique ? poids d'un corps Les astronautes peuvent soulever plus facilement leur qui- pement sur la Lune, car les corps sont plus faiblement attir s par la Lune que par la Terre. D finition : le poids d'un corps, not par le symbole P, est la force d'at- traction exerc e par la Terre (ou tout autre corps c leste).

2 Sur ce corps. Propri t s du poids : le poids d'un corps change avec le lieu. Il est plus facile de soulever un corps sur la Lune que sur la Terre, parce que le corps est moins fortement attir par la Lune que par la Terre : le poids d'un corps est diff rent (plus petit) sur la Lune que sur la Terre. Remarque : La masse des corps est l'origine de leur poidsR. La force d'attraction entre un corps c leste et La Lune a une masse plus faible que la Terre, un corps est un corps d pend de la masse du corps et de la masse du corps c leste.

3 Moins fortement attir par la Lune que par la Terre. 2010 Jeff Speltz / Nicole Fantini 112 le poids et la masse Pour en savoir plus le poids d pend galement de l'altitude : si un corps s' loigne de la Terre, il est de moins en moins fortement attir . Remarque : apesanteur La repr sentation graphique ci-dessous montre pour un La station spatiale internationale ( ) se corps de poids 100 N, la variation du poids sur Terre avec trouve une altitude d'environ 300 km au- l'altitude. dessus de la Terre. Les astronautes y flottent librement.

4 Ils #!!". !"!"#$. sont en apesanteur . Le graphique c t . +!" montre qu'ils ont un poids diff rent de z ro : *!" ils sont donc toujours attir s par la Terre. )!" tre en apesanteur ne signifie pas ne plus tre attir ! (!". '!". &!". %!". $!". #!". !". !" '!!!" #!!!!" #'!!!" $!!!!". #$%&'()"!%&#$. Relation entre le poids et la masse Dans le langage courant les termes masse et poids sont sou- vent confondus. Il s'agit d'un abus de langage qui est favoris . par la relation qui existe entre les deux grandeurs physiques.

5 Quelle pourrait tre cette relation entre masse et poids de dif- f rents corps ? Formule une hypoth se ! Exp rience de mise en vidence Exp rience Pour diff rents corps mesurons la masse et le poids . Comment mesure-t-on la masse d'un corps ? Comment mesure- t-on le poids d'un corps ? le poids est une grandeur physique. Il poss de une unit et peut tre mesur avec un instrument de mesure (dynamo- m tre). L'unit du poids est le newton (symbole : N).. Pour mesurer le poids d'un corps avec un dynamom tre il suffit d'accrocher le corps au dynamom tre et de lire la va- Remarque : force leur indiqu e (voir aussi chapitre ).

6 le poids est une force (voir chapitre 3). Toutes les forces ont comme unit le newton le poids a comme unit le newton (N) et est mesur avec et sont mesur es avec un dynamom tre. un dynamom tre. Jeff Speltz / Nicole Fantini 2010. le poids et la masse 113. Tableau de mesures m (kg) P (N). Repr sentation graphique Nous remarquons Si la masse du corps est doubl e (tripl e), alors le poids du corps est galement approximativement doubl (tri- pl ) ;. P P. Le rapport est constant : = constant ;. m m La repr sentation graphique du poids P en fonction de la masse m est une droite passant par l'origine.

7 Ces trois observations sont quivalentes et m nent la conclusion suivante : 2010 Jeff Speltz / Nicole Fantini 114 le poids et la masse Relation entre la masse et le poids le poids P d'un corps est directement proportionnel la Intensit de la masse m du corps. La constante de proportionnalit est ap- Lieu pesanteur pel e intensit de la pesanteur. Elle est not e avec le (Corps c leste) g en N. kg symbole g et d pend du lieu o on se trouve. On peut donc Terre : quateur 9,78. P. crire g = ou encore : P le 9,83. m Europe centrale 9,81.

8 Formule : Mount Everest 9,78. P = m g Lune 1,62. Mercure 3,70. Grandeur physique Symbole Unit Venus 8,87. poids P N Mars 3,80. masse m kg Jupiter 25,9. N Saturne 9,28. Intensit de la pesanteur g Uranus 9,0. kg Neptune 11,6. Unit de l'intensit de la pesanteur : Tab. 1 : Intensit s de la pesanteur sur diff rents corps c lestes : P 1N N. Si P = 1 N et m = 1 kg ; alors g = = = 1 . L'unit m 1 kg kg de base de l'intensit de la pesanteur est le newton par kilo- N. gramme : . kg Signification de l'intensit de la pesanteur La valeur de l'intensit de la pesanteur repr sente le poids d'un corps de masse 1 kg.

9 L'intensit de la pesanteur d pend du lieu o on se trouve (Tab. 1). Exemple : Fig. 1 : poids d'un corps de masse 1 kg en dif- f rents endroits Sur Terre l'intensit de la pesanteur est gale 9,81 N/kg. Ceci veut dire qu'un corps de masse 1 kg est attir par la Remarque : g-force . Terre avec une force (un poids ) de 9,81 N (Fig. 1). En Formule 1 on dit parfois: Le pilote est soumis 5 g en freinant . Cette utilisation de g n'est pas toute fait correcte du point de vue physique. Elle veut dire que sur le pi- lote agit une force qui est gale 5 fois son poids .

10 Exemple : Si le pilote a une masse de 70 kg, alors son poids vaut : N. P = m g = 70 kg 9, 81 690 N. kg Avec 5 g le pilote est soumis une force d'environ 690 N 5 = 2450 N. (Le chapitre 3 la page 150 permet de mieux comprendre la notion de force.). Jeff Speltz / Nicole Fantini 2010. le poids et la masse 115. Exploitation des mesures de l'exp rience D terminons l'intensit de la pesanteur partir des mesures de l'exp rience pr c dente : a) A partir du tableau de mesure : P. Le quotient calcul dans le tableau de mesure est gal.