Le poids et la masse (3)

Le poids et la masse (3)
I. Définition du poids d’un corps
Le poids d’un corps est l’attraction que la Terre exerce sur ce corps. Le
contact entre le corps et la Terre n’est pas nécessaire. Le poids ou force
de pesanteur est une force à distance.
II. Les caractéristiques du poids
1. La direction du poids
La direction verticale du poids est matérialisée par celle du fil à plomb.
Toutes les verticales concourent au centre de la Terre.
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2. Le sens du poids
Le sens d’action du poids est du haut vers le bas. Voir la chute
libre d’un corps sans vitesse initiale.
3. Le centre de gravité
On montre par une expérience que la ligne d’action du poids passe
par un point particulier.
On suspend un corps quelconque en des points différents et on
trace chaque fois les verticales passant par ces différents points.
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On remarque que toutes les lignes tracées passent par le même
point qu’on appelle centre de gravité.
Bien sûr, si le corps a une épaisseur non négligeable, le centre de
gravité se trouve à l’intérieur de la matière sur un axe
perpendiculaire à l’intersection des lignes.
Centre de gravité
G
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Le poids est une force répartie : l’attraction terrestre s’exerce sur
tous les points de l’objet mais, par convention, on représente le
poids d’un corps par un vecteur P dont l’origine est le centre
de gravité du corps.
3. La valeur du poids
La valeur P du poids d’un corps est donnée par un dynamomètre
lorsque le corps y est suspendu à l’équilibre.
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A l’équilibre :
PT 0
Soit :
P=T
La valeur du poids P est donc
donnée par la tension d’un
dynamomètre à l’équilibre.
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III. Relation entre le poids et la masse
1. Définitions
Le poids d’un corps sur la Terre caractérise l’attraction de la Terre
sur ce corps.
Si l’on était sur la Lune, on définirait le poids d’un corps comme
l’attraction de la Lune sur ce corps. Ceci nous montre que le poids
d’un corps varie avec le lieu.
La masse caractérise la quantité de matière d’un corps. Donc,
que ce soit sur la Terre ou sur la Lune, la masse d’un corps est la
même.
La masse est invariable.
L’unité internationale de masse est le kilogramme (kg).
On mesure les masses par comparaison à des masses connues
(masses marquées), à l’aide d’une balance.
Remarque
Les balances de pharmacie sont en réalité des dynamomètres
gradués en kg et qui ne peuvent mesurer des masses que sur la
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Terre.
Sur la Terre
Sur la Lune
mA = 500 g
mA = 500 g
PA = 5 N
PA = 0,8 N
(PA )Terre
5

 6,25
(PA )Lune
0,8
On pèse environ 6 fois moins sur la Lune.
2. Intensité de la pesanteur
Masse
(en kg)
Poids
(en N)
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
 10
1
2
3
4
5
Le poids est proportionnel à la masse.
Le coefficient de proportionnalité est voisin de 10.
On l’appelle intensité de la pesanteur et on a l’habitude de le
noter par la lettre g.
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P=mg
Poids en newton (N)
Intensité de la pesanteur (N/kg)
Masse en kilogramme (kg)
Sur la Terre, une masse de 500 g a un poids de 5N. Donc
l’intensité de la pesanteur gT sur la Terre est :
gT 
5
P
 10 N/kg

m 0,5
500 g = 0,5 kg
Sur la Lune, une masse de 500g a un poids de 0,8 N. Donc
l’intensité de la pesanteur gL sur la Lune est :
0,8
P
 1,6 N/kg
gL  
m 0,5
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C’est donc l’intensité de la pesanteur qui varie avec le lieu,
puisque la masse est invariable.
Sur la Terre, g varie avec la latitude et l’altitude.
g = 9,83 N/kg
g = 9,81 N/kg
g = 9,78 N/kg
g  10 N/kg
g diminue avec l’altitude.
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