Le poids et la masse d`un objet

Chapitre II Le poids et la masse d’un objet
Nous avons vu dans le chapitre précédent que la Terre exerçait sur des objets proches de
sa surface une action attractive. Cette action est aussi appelée le poids de l’objet sur
Terre.
Quelles différences y a-t-il entre le poids et la masse d’un objet ?
I] Différences entre le poids et la masse d’un objet
1. Masse d’un objet
•Définition : la masse d’un objet représente sa quantité.
•Abréviation : m
•Unité : la masse d’un objet se mesure en kilogramme ( kg ).
•Appareil de mesure : on utilise une balance pour mesurer la masse d’un objet.
•Caractéristiques : - la masse est proportionnelle au nombre d’atomes constituant l’objet
- elle ne dépend pas de l’endroit où se situe l’objet.
2. Poids d’un objet
• Activité 2 p 29
1) La direction du fil qui supporte l’objet est verticale.
La balle chute suivant une direction verticale.
Le sens de chute de la balle est vers le sol.
2) La valeur du poids d’un objet se mesure avec un dynamomètre.
L’unité du poids est le Newton ( N ).

Sir Isaac Newton ( 4 janvier 1643 – 31 mars 1727 ) est un philosophe, mathématicien, physicien, alchimiste,
astronome et théologien anglais.
Figure emblématique des sciences, il est surtout reconnu pour avoir fondé la mécanique classique, pour sa
théorie de la gravitation universelle et la création, en concurrence avec Leibniz, du calcul infinitésimal. En
optique, il a développé une théorie de la couleur basée sur l'observation selon laquelle un prisme décompose la
lumière blanche en un spectre visible. Il a aussi inventé le télescope à réflexion composé d'un miroir primaire
concave appelé télescope de Newton.
En mécanique, il a établi les trois lois universelles du mouvement qui sont en fait des principes à la base de la
grande théorie de Newton concernant le mouvement des corps, théorie que l'on nomme aujourd'hui
« mécanique newtonienne » ou encore « mécanique classique ».
En mathématiques, Newton partage avec Gottfried Wilhelm Leibniz la découverte du calcul infinitésimal. Il
est aussi connu pour la généralisation du théorème du binôme et l'invention dite de la méthode de Newton
permettant de trouver des approximations d'un zéro (ou racine) d'une fonction d'une variable réelle à
valeurs réelles.

Newton a montré que le mouvement des objets sur Terre et des corps célestes sont gouvernés par les
mêmes lois naturelles ; en se basant sur les lois de Kepler sur le mouvement des planètes1, il développa la loi
universelle de la gravitation.
Son ouvrage Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica 2 ,3 , écrit en 1686, est considéré comme une œuvre
majeure dans l'histoire de la science. C'est dans celui-ci qu'il décrit la gravitation universelle, formule les
trois lois du mouvement et jette les bases de la mécanique classique. Il a aussi effectué des recherches dans
les domaines de la théologie, la philosophie et l'alchimie.
4) L’abréviation du poids est la lettre P.
Ex : P1 = 1N sur le dynamomètre de gauche
P2 = 2N sur le dynamomètre de droite
5) L’action attractive de la Terre s’exerce selon la verticale du lieu où se trouve l’objet.
Elle est dirigée vers le centre de la Terre, ce qui entraîne un mouvement du haut en bas
des objets soumis à cette action au voisinage de la Terre.
6) La bille chute car elle subit l’action à distance et attractive de la Terre. Le ressort
s’allonge sous l’action de la masse suspendue attirée par la Terre.
Le poids P d’un objet situé au voisinage d’un astre est l’action attractive exercée par cet
astre sur l’objet. La direction du poids est la verticale et son sens est vers le centre de
l’astre.
Le poids d’un objet est mesuré grâce à un dynamomètre en Newton (N ).

II] Proportionnalité entre la masse et le poids d’un objet
TP n°1 : Relation entre le poids et la masse d’un objet
Principe de l’expérience
On accroche des objets de masses connues à un dynamomètre dont l’allongement du
ressort est proportionnel au poids de l’objet. Nous notons les valeurs des poids d’objets de
masses différentes.
Résultats expérimentaux et tableau de valeurs
Masse m
( kg ) 0 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,5
Poids P
( N ) 0 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 5
P/m ( N/kg
)10 10 10 10 10 10 10 10
Conclusion sur les résultats des calculs P/m :
Comme les rapports P/m sont constants, on en déduit que le poids P et la masse m sont
proportionnels. Le coefficient de proportionnalité est appelé intensité de la pesanteur : il
se note g et se mesure en Newton par kilogramme ( N/kg ).
La relation de proportionnalité s’écrit P = m × g.
Graphique
En abscisses
Masse m ( kg )
1cm 0,05kg
En ordonnées
Poids P ( N )
1cm 1N
Conclusion : Comme les points s’alignent suivant une droite passant par l’origine, on
en déduit qu’il y a proportionnalité entre le poids P et la masse m d’un objet.
00 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5
6
5
4
3
2
1
P ( N )
m ( kg )

La relation de proportionnalité entre le poids et la masse d’un objet s’écrit :
P = m × g
P : poids de l’objet
m : masse de l’objet
g : intensité de la pesanteur du lieu où se situe l’objet
A Champagne sur Seine, nous avons trouvé une valeur de la pesanteur g = 10 N/kg
Plus précisément, la valeur de g est proche de 9,8 ou 9,81 N/kg. ( la différence venant du
fait que le dynamomètre utilisé en classe était peu précis )
La relation P = m × g peut aussi s’écrire m = P/g ou g = P/m
Ex. 11 p 37 Ex. 15 p 38
III] L’intensité de la pesanteur g a–t-elle la même valeur partout ?
1. Poids d’un objet sur la Lune
1) Isaac Newton fut le 1er scientifique à distinguer les mots « masse » et « poids » au
XVIIIe siècle.
en newton ( N )
en kilogramme ( kg )
en newton par
kilogramme ( N/kg )