C M03 Poids Masse

8/17/2019 C M03 Poids Masse

1/8

Chapitre 3Poids et masse – Equilibre d’un objet

Sur les boîtes de conserve il est inscrit « poids net : 0,85 kg ». Pourquoi cette indication est-elleincorrectement ormul!e "

Réponse : le kilogramme est l#unité de masse et non de $oids. %uelle est la di!rence entre lamasse et le $oids "

I ) La masse d’un objet : (Voir lire p! "#3)

&ous les ob'ets sont constitu!s de mati$re mais certains contiennent $lus de mati(re qued#autres. )orsqu#on mesure la masse d#un ob'et * l#aide d#une balan%e, cela revient en ait *!valuer la quantité de mati(re qu#il contient. +n ob'et qui a une masse $lus grande qu#un autrecontient donc $lus de mati(re. )a masse rel(te la quantité d#atomes qui constitue l#ob'et. en#est donc $as une &or%e .

II ) Le poids d’un objet : (Voir lire p! "#')"!Les e&&ets du poids :

Si on lce une $omme tenue immobile, elle tombe * la erti%ale. Si on la lance en l#air, elleralentit $uis retombe.

• Pourquoi " omme la $omme a !t! mise en mouvement, c#est qu#elle est soumise au moins* une &or%e. ette derni(re est due * l#action * distance a$$el!e attra%tion raitationnellequ#e/erce la &erre sur n#im$orte quel objet. &ous les ob'ets sur la &erre sont soumis * cetteorce d#attraction a$$el!e poids.

'!Les %ara%téristiques du poids :

ans cette orce, l#auteur est la erre et le re%eeur est l#objet.

#est une orce * distan%e et répartie sur tout l#ob'et.

omme toute orce, le $oids $eut 1tre re$r!sent! $ar un e%teur not! →P dont les%ara%téristiques sont les suivantes :

2 son $oint d#a$$lication est le %entre de raité 3 de l#ob'et 4oir 667 2 sa direction est donn!e $ar la erti%ale 2 son sens est vers le %entre de la erre 2 son intensit! P est e/$rim!e en ne+tons 4s9mbole ,7 et mesur!e avec un d-namom$tre4oir doc. $. ; "/// g et ; t > "/// kg.

Le poids d’un objet est la &or%e d’attra%tion e0er%ée par la erre sur %et objet!


2/8

III ) La relation entre la masse et le poids : (Voir lire p! "#3)

"!1esures :

?n utilise des masses marqu!es et un d9namom(tre. @em$lisseA le tableau ci-dessous :

masse ( en . ) m;> m=> m>

poids ( en , ) P;>

'!E0ploitation des mesures :

&racer, ci-dessous, la courbe donnant le $oids en onction de la masse.

Page = sur 8

Sc!ma ;


3/8

)e coeicient de $ro$ortionnalit! s#a$$elle la constante de $esanteur 4ou intensité de la $esanteur7, on la note g, d!terminer sa valeur en rem$lissant le tableau ci-dessous

P2m

Puisque P le $oids est e/$rim! en BeCton 4comme toute orce7 que m la masse l#est en kg,alors le ra$$ort PDm aura $our unit! le ,2. (ou ,!.").

• Si la masse et le $oids sont des grandeurs di&&érentes, elles n#en sont donc $as moins liées.?n a constat! que $lus la masse m est grande, $lus le $oids P mesur! aumente et ceci demani(re $ro$ortionnelle. )e $oids d#un ob'et est donc $ro$ortionnel * sa masse.

4n peut don% é%rire g m

P = ou P = m × g o5 g est le %oe&&i%ient de proportionnalité entre

%es deu0 randeurs! Ce %oe&&i%ient s’e0prime en ,2. et s’appelle l’intensité de lapesanteur!

IV ) Les ariations de la masse et du poids d’un objet : (Voir lire p!"#3)

"!La masse est inariable :

)a masse re$r!sentant la quantité de mati$re contenue dans un ob'et, elle n#a aucune raison decanger avec le lieu oE se trouve l#ob'et. )a masse est la m1me au nieau de la mer, en aut del#Eerest, dans la station Fir, sur la Lune, dans tout l#uniers.

'!Le poids est ariable :

• Si en aut du Font Gverest, on mesurait * nouveau tr$s pré%isément le $oids des massesmarqu!es, on constaterait qu#elles n#ont $as le m6me $oids qu#au niveau de la mer.

omme P = m × g et que la masse m est inariable, cela signiie que l#intensit! de la $esanteur g arie. e ait, g varie avec l#altitude 4oir doc. H $ ;


4/8

• 6l n#en sera $as de m1me sur d#autres astres. )#intensit! de la $esanteur g est d#autant $lusrande que la masse de la $lan(te est rande. Linsi, sur la )une, l#intensit! g de la

$esanteur !tant J ois moins grande que celle de la &erre, une masse de ; kg a un $oids;,J B. Sur Mu$iter, une masse de ; kg a un poids de =5,< B.

V ) L’apesanteur :

• Be rien $eser ou 1tre en a$esanteur signiie 1tre suisamment loin de tout astre $our neressentir aucune attra%tion. Gst-ce $ossible " ela $araît diicile quand on sait que,certaines com(tes, $ourtant situ!es * une ann!e-lumi(re 43/////3;


5/8

VI ) L>équilibre d>un objet soumis * deu0 &or%es : (Voir lire p! "#7)

)ors d#un tir * la corde, deu/ $ersonnes se neutralisent lorsqu#elles tirent sur la corde aussiort l#une que l#autre : la corde est alors en équilibre. omment rom$re cet !quilibre "

Réponse : il suit que l#une des $ersonnes e/erce sur la corde une orce plus rande quel#autre.

"!Les %onditions de l’équilibre :• ans le tir * la corde, cette derni(re est soumise * deu/ orces qui ont la m1me dire%tion

mais qui sont de sens contraire. )a corde est immobile donc en équilibre si les deu/ orcesont des intensités !gales. Sinon la corde est mise en mouvement dans le sens de la $ersonnequi e0er%e la orce d#intensit! la $lus grande.

• +n ob'et quelconque soumis * deu/ orces est donc en équilibre si les orces ont la m6medire%tion et la m6me intensité mais sont de sens %ontraires! Si l#une de ces conditionsn#est $as res$ect!e, l#!quilibre est rom$u et l#ob'et se met en mouement. Bous n#avons $astou'ours %ons%ien%e qu#un ob'et immobile est en ait soumis * au moins deu/ orces.Qtudions quelques e/em$les sim$les.

'!?es e0emples d’équilibre :• Un ballon de foot immobile sur un terrain est soumis comme tout ob'et * son poids! S#il

n#!tait soumis qu#* cette seule orce, le ballon se mettrait en mouvement dans le sens de laorce. ?n constaterait alors que le ballon s#enonce dans le sol et ce n#est bien !videmment

$as le cas R )e sol e/erce donc sur le ballon une orce de contact de m1me direction et m1meintensit! que le $oids mais de sens contraire. ette orce est a$$el!e la réa%tion du sol.

• Un objet suspendu par un fil est !galement soumis * son poids. Sans l#action d#une secondeorce, il tomberait. )e il e/erce donc sur l#ob'et une orce de contact de m1me direction etde m1me intensit! que le $oids mais de sens contraire. ette orce est a$$el!e la tension duil.

Page 5 sur 8

Sc!ma 5

Sc!ma J


6/8

• Un objet qui flotte sur l’eau est immobile car son $oids est %ompensé $ar une orce r!$artiesur tout l#ob'et, de m1me direction et intensit! que le $oids, mais de sens contraire. etteorce s#a$$elle la poussée d’@r%him$de 4oir 667.

Si l#ob'et coule, cela signiie que l#intensit! du $oids est $lus rande que l#intensit! de la

$ouss!e d#Lrcim(de. e$endant, cette derni(re reste tou'ours bien $r!sente et com$ense une $artie du $oids : c#est $our cela que dans l#eau, on a l#impression de $eser moins lourd.

3!Con%lusion :

)orsqu#un ob'et soumis * deu/ orces est en !quilibre, les deu/ orces ont : - la m1me droite d#action, donc la m1me direction : on dit qu#elles sont %olinéaires

- des sens o$$os!s

- la m1me intensit!.

es orces sont re$r!sent!es $ar deu/ segments l!c!s 4vecteurs7, de m1me longueur4norme7 et de sens o$$os!s.

VII) E0périen%es :

"!Centre de raité : (Voir lire p! "#


7/8

b) @emarque :Si cette m!tode est utile $our d!terminer le centre de gravit! de $laques de ormesquelconques, dans le cas des ormes g!om!triques remarquables que vous aveA $u !tudier enmat!matiques, 4trianle, %arré, re%tanle, disque T7, cette d!termination est rendue ais!e

$ar leurs propriétés comme vous le montre les documents = et de la $age ;


8/8

b) &!orie : 4oir sc!ma I $. J7

•)orsqu#on $longe un ob'et dans l#eau, il subit = orces. Son poids et la poussée d’@r%him$dequi s#e/ercent sur lui.•)a $ouss!e d#Lrcim(de not!e X a les caract!ristiques suivantes:⇒point d’appli%ation: le centre de $ouss!e 4 souvent conondu avec le centre de gravit! 7,⇒dire%tion: verticale,⇒sens: vers le aut,⇒intensité: X s#e/$rime en neCton 4B7.

c) G/$!rience :

•Lvec le d9namom(tre, d!termine l#intensit! du $oids du morceau de bois : P > ....................•Fets le morceau de bois dans l#eau. %uel est alors son com$ortement " ................T..............•%u#indique alors le d9namom(tre " ....................•Sacant que le morceau de bois est en !quilibre, d!duis-en l#intensit! de la $ouss!ed#Lrcim(de X : ....................essine le morceau de bois et re$r!sente son $oids et la $ouss!e d#Lrcim(de qu#il subit. &uindiqueras, sur le sc!ma, l#!celle utilis!e.

L>essentiel * retenir absolument :

Le poids d’un objet est l’attra%tion que la erre e0er%e sur %et objet!

Le poids d’un objet est une &or%e de dire%tion erti%ale8 diriée ers le bas8 de aleurdéterminée par le d-namom$tre et appliquée au %entre de raité A de l’objet!

En un lieu donné8 le poids d’un objet est proportionnel * sa masse : Pm! (ae% "/,2.)!

Lorsqu’un objet soumis * deu0 &or%es est en équilibre8 %es deu0 &or%es sont %olinéaires8de sens opposés et ont m6me aleur!

Page 8 sur 8

C M03 Poids Masse

Documents

Transcript of C M03 Poids Masse