Le cours

Thème 2 : Mouvements et interactions / 3ème année de cycle 4 / Chapitre 5 : Poids et masse d’un corps
POIDS ET MASSE D’UN CORPS
I. LE POIDS D’UN OBJET
A. LES EFFETS DU POIDS
 Un ballon lâché se met en mouvement : il tombe suivant la verticale.
 S’il est lancé, son poids modifie sa trajectoire.
Le poids d’un corps est la force d’attraction que la Terre exerce sur ce corps : il est responsable de sa chute.
B. LES CARACTÉRISTIQUES DU POIDS
ur
Le poids P est la force d’attraction exercée par la Terre sur un corps. C’est une
force répartie en volume et qui s’exerce à distance. Ses caractéristiques sont :
 Son point d’application : le centre de gravité (ou centre d’inertie) du corps
étudié noté G.
 Sa direction : la verticale du lieu.
 Son sens : du haut vers le bas.
 Son intensité ou valeur : mesurée avec un dynamomètre et exprimée en
newton (N).
+ G
P
II. POIDS ET MASSE D’UN OBJET
A. RELATION ENTRE POIDS ET MASSE
Masse : m (kg)
Poids : P (N)
0,05
0,5
0,1
1
0,15
1,5
0,2
2
0,5
5
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Thème 2 : Mouvements et interactions / 3ème année de cycle 4 / Chapitre 5 : Poids et masse d’un corps
On obtient une droite passant par l’origine, le poids et la masse sont donc proportionnels, le rapport
P
est alors
m
constant et environ égal à 10 N/kg.
En un lieu donné, le poids d’un objet est proportionnel à sa masse :
P  m g
Avec : P : poids en newton (N)
m : masse en kilogramme (kg)
g : l’intensité de pesanteur en newton par kilogramme (g = 9,8 N/kg)
Remarque :
Lors de la manipulation, la masse est en équilibre car soumise à 2 actions mécaniques (le poids et la tension du
ressort), ces 2 forces se compensent donc la masse est immobile.
B. DISTINCTION ENTRE POIDS ET MASSE
La masse d’un objet représente la quantité de matière liée au nombre d’atomes qui le constitue. Elle se mesure
avec une balance et s’exprime en kilogramme (kg). La masse est une grandeur qui ne varie pas avec le lieu.
L’intensité de pesanteur, et donc le poids, sont des grandeurs qui varient avec le lieu et avec l’altitude. Comme
g varie peu sur Terre, on le considère comme constant et on prend g ≈ 10 N/kg. Des mesures précises faites à
Paris montrent qu’en réalité g = 9,81 N/kg.
Attention, lorsque vous montez sur votre balance, vous mesurez votre poids, en effet les balances sont des
dynamomètres et comme on considère que l’intensité de pesanteur g est une constante, on a pris l’habitude de
les graduer en unité de masse.
Tout objet est soumis à l’intensité de pesanteur sur la planète où il se trouve, par exemple, le poids sur la Lune
est 6 fois plus petit que sur la Terre (gLune = 1,62 N/kg), il n’en est rien pour la masse.
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III. POIDS ET ÉNERGIE
Un objet au voisinage de la Terre possède une énergie de position Ep proportionnelle à l’altitude de cet objet
par rapport au sol. Un objet en mouvement possède une énergie de mouvement, l’énergie cinétique Ec,
proportionnelle au carré de la vitesse.
La somme des énergies de position et cinétique d’un objet constitue son énergie mécanique Em.
Em  E p  Ec
On a donc la relation :
Pourquoi l’eau d’un barrage acquiert de la vitesse lors
de sa chute ?
Lors de la chute d’un objet, on peut souvent
admettre que son énergie mécanique reste
constante. On dit qu’elle se conserve. Quand
l’objet perd de l’altitude, son énergie de position
diminue donc son énergie cinétique augmente, ce
qui fait que sa vitesse augmente. La conservation
de l’énergie mécanique explique pourquoi
l’énergie cinétique de l’eau d’un barrage
hydraulique augmente lors de sa chute tandis que
son énergie de position diminue.
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