La gravitation et le poids en 3eme — difference masse et poids, Newton
Tout objet qui a une masse est attire par les autres objets qui ont une masse. C'est la gravitation universelle. Au brevet, la distinction masse/poids et les calculs de force gravitationnelle sont des classiques.
La gravitation universelle
La gravitation universelle est une force d'attraction entre tous les corps qui ont une masse. Elle a ete formulee par Isaac Newton.
Deux regles fondamentales :
- Tous les corps s'attirent mutuellement.
- Plus la masse est grande et plus les corps sont proches, plus la force d'attraction est grande.
C'est cette force qui :
- Maintient les planetes en orbite autour du Soleil
- Maintient la Lune en orbite autour de la Terre
- Fait tomber les objets vers le bas sur Terre
Masse et poids : deux concepts differents
| Masse (m) | Poids (P) | |
|---|---|---|
| Definition | Quantite de matiere | Force d'attraction gravitationnelle |
| Nature | Grandeur scalaire | Force (vecteur) |
| Unite | kilogramme (kg) | newton (N) |
| Instrument | Balance | Dynamometre |
| Valeur | Ne change pas | Varie selon l'astre |
La masse est une propriete intrinseque : que tu sois sur Terre, sur la Lune ou dans l'espace, ta masse reste la meme.
Le poids depend du lieu : sur la Lune, ton poids est 6 fois plus faible que sur Terre.
La relation poids-masse
Le poids est proportionnel a la masse :
P = m × g
Ou :
- P = poids en newton (N)
- m = masse en kilogramme (kg)
- g = intensite du champ de pesanteur (en N/kg)
Valeurs de g a connaitre :
| Astre | g (N/kg) |
|---|---|
| Terre | 9.8 ≈ 10 |
| Lune | 1.6 |
| Mars | 3.7 |
| Jupiter | 25 |
Sur Terre, on utilise souvent g ≈ 10 N/kg pour simplifier les calculs.
Exemple : un eleve de masse 60 kg sur Terre.
P = 60 × 10 = 600 N
Les caracteristiques du poids
Le poids est une force. Une force se represente par un vecteur qui possede :
- Un point d'application : le centre de gravite de l'objet
- Une direction : verticale
- Un sens : vers le bas (vers le centre de la Terre)
- Une valeur : P = m × g (en N)
Le poids et la pesanteur apparente
Un astronaute en orbite n'est pas en absence totale de gravite. La Terre continue de l'attirer. Mais comme sa station spatiale tombe aussi (elle est en orbite), il ne ressent pas de force de contact — c'est ce qu'on appelle l'impesanteur ou microgravite.
Exercices types brevet
Exercice 1 : Un astronaute a une masse de 80 kg sur Terre. Quel est son poids sur Terre ? Sur la Lune ?
- Terre : P = 80 × 10 = 800 N
- Lune : P = 80 × 1.6 = 128 N
Exercice 2 : Un objet pese 350 N sur Mars (g = 3.7 N/kg). Quelle est sa masse ?
m = P / g = 350 / 3.7 ≈ 94.6 kg (meme sur Terre)
Exercice 3 : Un eleve confond masse et poids. Explique-lui la difference en deux phrases.
La masse, mesuree en kg avec une balance, represente la quantite de matiere et ne change pas selon le lieu. Le poids, mesure en newtons avec un dynamometre, est la force exercee par la gravitation et depend de l'astre sur lequel on se trouve.
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