⚖️ Cours : Poids et Masse
Physique – 3ème Année Collège
🔍 Introduction
En physique, masse et poids sont deux concepts souvent confondus mais fondamentalement différents :
🍎 Masse (m)
- Quantité de matière dans un objet
- Mesurée en kilogrammes (kg)
- Grandeur scalaire (valeur seule)
- Invariable (Terre/Lune/espace)
🪐 Poids (P)
- Force d’attraction gravitationnelle
- Mesuré en newtons (N)
- Grandeur vectorielle (direction ↓)
- Variable selon la gravité
📦 1. La Masse
🧮 Caractéristiques
- Symbole : m
- Unité SI : kilogramme (kg)
- Mesure : Balance (comparaison à des étalons)
- Invariance : Identique sur Terre, Lune, espace
⚡ Savoir-faire : Convertir les masses
Convertir 500 g en kg :
\[ 500\ \text{g} = \frac{500}{1000} = 0,5\ \text{kg} \]
Tableau de conversion :
🔧 Instruments de mesure
🪀 2. Le Poids
🧲 Définition
Force d’attraction gravitationnelle exercée par un astre sur un objet :
\[ \vec{P} = m \times \vec{g} \]
Avec :
• \( \vec{P} \) : Poids (en N)
• m : Masse (en kg)
• \( \vec{g} \) : Intensité de pesanteur (en N/kg)
🌍 Valeurs de g
| Lieu | g (N/kg) | Poids d’un 1kg |
|---|---|---|
| Terre | 9,8 | 9,8 N |
| Lune | 1,6 | 1,6 N |
| Jupiter | 24,8 | 24,8 N |
⚡ Exemple Calcul
Calculer le poids d’un élève de 50 kg :
\[ P = m \times g = 50 \times 9,8 = 490\ \text{N} \]
🔄 3. Masse vs Poids
🎯 Différences
- Masse = propriété intrinsèque
- Poids = force dépendante de g
- Unités différentes (kg vs N)
- Nature différente (scalaire vs vectoriel)
🔗 Lien entre les deux
\[ \vec{P} = m \times \vec{g} \]
Le poids est proportionnel à la masse
🌗 Cas pratique : Terre vs Lune
Un astronaute de masse 70 kg :
Terre (g=9,8 N/kg)
Lune (g=1,6 N/kg)
Masse identique (70 kg) mais poids divisé par 6!
🚀 Applications pratiques
🧪 Expérience à réaliser
Matériel : Dynamomètre, objets divers (livre, trousse…), balance
Protocole :
- Mesurer la masse (balance)
- Mesurer le poids (dynamomètre)
- Calculer g = P/m
- Comparer à g théorique (9,8 N/kg)
💡 Pour aller plus loin
- Pourquoi flotte-t-on dans l’eau? (Poussée d’Archimède)
- Comment pèsent les astronautes dans l’ISS?
- Pourquoi Jupiter a-t-elle une gravité si forte?
📊 Résumé visuel
Equation clé :
\[ \boxed{\vec{P} = m \times \vec{g}} \]
