SAVOIR SON COURS

� Choisir la bonne réponse :

� La bonne formule : � Ne pas confondre poids et masse :

Quelles sont les bonnes formules ?

� m = gP � P = gm � g = P

m

� g = m

P � P = mg � g = Pm

CH.8 LE POIDS ET LA MASSE – exercices

Relie chaque grandeur physique à ses caractéristiques :

• S’exprime en Newton

Masse • • Se mesure avec une balance

Poids • • Se mesure avec un dynamomètre

• S’exprime en kilogramme.

UTILISER SES CONNAISSANCES

� Plusieurs scénarios possibles : � Masse de la clé :

a) Le poids se mesure en Newton (N).

b) Cet appareil s’appelle un dynamomètre.

c) Le poids de la clé est de 0,8 N.

d) Pour calculer la masse de la clé j’utilise la relation : P = m g qui peut se transformer en m = P/g.

Ainsi : m = 0,8 /0,81 = 0,0815 kg = 81,5 g.

b) Les habitants de la ville C n’ont pas la tête en bas car le poids est une action qui s’exerce vers le bas de leur corps (attraction de la Terre).

c) Que va-t-on observer si on lâche un objet d’un immeuble de la ville B ? Il tombe à sa verticale c'est-à-dire en direction du centre de la Terre. Il se retrouve donc au pied de l’immeuble.

� Le bon choix : Quelle est la bonne situation ? Justifier.

� Vrai ou faux ? vrai faux La masse d’un objet est plus faible sur la Lune que sur Terre.

x

Le poids d’un objet est sa masse. x

La masse d’un objet est un invariant.

x

L’intensité de pesanteur est le coefficient de proportionnalité qui relie le poids d’un objet et sa masse.

x

Plus l’intensité de pesanteur est importante plus le poids est important.

x

Le poids d’un objet est plus important sur la Terre que sur la Lune.

x

P = g m g est le coefficient de la droite représentant P en fonction de m. donc g = P/m son unité est bien le N/kg

Seule la courbe � représente une relation de proportionnalité : c’est une droite qui passe par l’origine.

a) La courbe représentant les variations de P en fonction de m est une droite qui passe par l’origine : ainsi, P et m sont proportionnels.

b) Déterminer graphiquement le poids d’un objet de masse 550 g : 550 g = 0,55 kg et on lit sur le graphique : 5,5 N

c) Retrouve graphiquement la masse d’un objet de poids 3,5 N : on lit sur le graphique 0,35 kg c'est-à-dire : 350 g.

d) Rappeler la relation qui lie P et m : P = m g e) Calcule la valeur de l’intensité de pesanteur

g : g = P / m = 5,5 / 0,55 = 10 N/kg.

� Reconnaître la proportionnalité:

� Déterminer graphiquement :

� Sur une planète inconnue :

a) Sur quelle planète se trouve l’astronaute ? Pour le savoir, il faut calculer l’intensité de pesanteur correspondant à la planète inconnue. On sait que Pinconnue = m ginconnue. Donc ginconnue = Pinconnue / m.

En utilisant l’expérience je peux calculer : ginconnue = 2 / 0,087 ≈ 23 N/kg. Si je compare cette valeur à celles données dans l’énoncé, je peux dire que l’astronaute se trouve certainement sur Jupiter.

Remarquons que l’image est peu vraisemblable car Jupiter est une planète gazeuse. b) Sur Terre le poids de l’astronaute est de 1500 N, équipement compris. Quelle est sa masse ? Quel est

son poids sur la planète ? Pour calculer la masse de l’astronaute, on utilise les renseignements que l’on nous a donnés sur Terre. PTerre = m gTerre donc m = PTerre/gTerre = 1500 / 9,81 = 152,9 kg.

Poids de l’astronaute sur la planète Jupiter : PJupiter = m gJupiter = 152,9 x 22,9 = 3501 N.

On donne :

g Terre = 9,81 N/kg g Jupiter = 22,9 N/kg g Lune = 1,6 N/kg g Saturne = 9,05 N/kg

LE COIN DES EXPERTS…

a) De quoi dépend le poids P d’un objet ? Le poids d’un objet dépend de la masse de l’objet et de la valeur de l’intensité de pesanteur de la planète sur laquelle il se trouve. Cette intensité de pesanteur dépend de la masse de la planète ainsi que de son rayon.

b) Le poids P est-il proportionnel à la masse pour toutes les planètes ? Oui car chaque courbe est une droite qui passe par l’origine.

On donne :

g Terre = 9,81 N/kg g Jupiter = 22,9 N/kg g Lune = 1,6 N/kg g Mars = 3,72 N/kg

Prenons pour exemple une masse m = 10 kg (dernier point sur le graphe). Sur Terre : PTerre = m gTerre = 10 x 9,81 = 98,1 N c’est donc la courbe �.

Sur Jupiter : PJupiter = m gJupiter = 10 x 22,9 = 229 N c’est donc la courbe .

Sur la Lune : PLune = m gLune = 10 x 1,6 = 16 N c’est donc la courbe .

Sur Terre : PMars = m gMars = 10 x 3,72 = 37,2 N c’est donc la courbe �.

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