Le poids et la masse
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- Distinguer poids et masse.
- Connaitre et savoir calculer le poids d’un objet.
- La masse m est une grandeur qui représente la quantité de matière d’un objet. Elle s’exprime en kilogramme (kg). Elle est indépendante du lieu et on la mesure avec une balance.
- Le poids
d’un objet est une
force, telle que :
- sa direction est la verticale en un lieu ;
- son sens est vers le bas ;
- son point d’application est le centre de gravité G de l’objet ;
- sa valeur dépend du lieu, elle se mesure
avec un dynamomètre. Son unité est le
newton (N).
La valeur P du poids d’un objet est liée à sa masse m par la relation P = m × g (g est l’intensité du champ de pesanteur).
- La force d’interaction gravitationnelle
- La pesanteur terrestre
Tout objet qui possède une masse m, subit une action mécanique de la part de la Terre : c’est la pesanteur. C’est une action à distance et répartie sur tout l’objet.
On modélise cette action répartie par une force, nommée le poids, avec un unique point d’application : le centre de gravité G de l’objet.
|
La gravité est l’action
mécanique répartie
exercée par la Terre sur tous les objets.
|
On la modélise par une force qui a
pour point d’application le centre de
gravité de l’objet.
|
|
|
L’expression vectorielle du poids 
est :
|
avec :
|
la pesanteur (ou
champ de pesanteur), en newton par kilogramme
(N/kg)
Les caractéristiques du vecteur poids 
sont les suivantes.
- Sa direction (ou droite d'action) est verticale ;
- Son sens est orienté vers le bas (car vers le centre de la Terre) ;
- Son point d'application est le centre de gravité G de l’objet (car c'est une force répartie en volume) ;
- Sa valeur, appelée intensité, est mesurée avec un dynamomètre et est exprimée en newton (symbole : N).
Pour connaitre l’intensité de
, on accroche la masse à un
dynamomètre.Ici, P = 2 N.
Mesure du poids grâce à un dynamomètre
Le centre de gravité d’un objet est le point
d’application du poids (là où
s’applique la force).
Le centre de gravité d’un solide qui est
constitué de la même matière
(homogène) est situé au centre de
celui-ci. On repère la position du centre de
gravité par une lettre, généralement
la lettre G.
Pour ces objets homogènes qui représentent des figures géométriques simples, le centre de gravité est le centre de symétrie de chaque figure.
Position du centre de gravité G dans des objets homogènes
En un lieu donné, la valeur du poids P d’un objet est proportionnelle à sa masse m, ce qui se traduit par la relation suivante.
| P = m × g |
avec :
|
Au voisinage de la surface de la Terre, le poids d’une personne de 58 kg est : P = 58 × 9,81 = 568 N.
À la surface la Lune, g est 6 fois plus faible qu’à la surface de la Terre : gLune = 1,6 N/kg. Le poids d’une personne de 58 kg est alors : P = 58 × 1,6 = 93 N (6 fois plus faible qu’à la surface de la Terre).
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