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Calcul du Poids d’Objets Courants

Calcul du Poids d’Objets Courants

Combien ça Pèse ? Calculons le Poids !

Masse et Poids : Deux cousins pas si éloignés !

Tu as déjà entendu parler de la masse d'un objet, c'est la quantité de matière qu'il contient et on la mesure en kilogrammes (kg) ou en grammes (g). Mais il y a aussi le poids ! Le poids, c'est la force avec laquelle la Terre (ou une autre planète) attire un objet vers elle à cause de la gravité. Cette force se mesure en Newtons (N). La masse d'un objet ne change pas, où que tu sois dans l'univers, mais son poids peut changer ! Sur la Lune, par exemple, tu pèserais moins lourd que sur Terre, même si ta masse reste la même. Dans cet exercice, nous allons apprendre à calculer le poids d'objets courants sur Terre.

Les Objets du Quotidien de Mme Curie

Mme Curie, la professeure de physique-chimie, demande à ses élèves de calculer le poids de différents objets qu'ils utilisent tous les jours.

Informations et données :

  • L'intensité de la pesanteur sur Terre (notée \(g\)) est d'environ \(9,8 \, \text{N/kg}\). (Pour simplifier les calculs, on pourra parfois utiliser \(g \approx 10 \, \text{N/kg}\) si c'est indiqué).
  • Masse d'une trousse bien remplie : \(500 \, \text{g}\).
  • Masse d'un élève (Léo) : \(45 \, \text{kg}\).
  • Masse d'une petite pomme : \(0,15 \, \text{kg}\).
Schéma : Masse et Poids d'un objet
m = ? kg Objet Masse (sur balance) Poids (P) Objet Poids (Force de gravité) Masse vs Poids

La balance mesure la masse. Le poids est la force de gravité agissant sur cette masse.

Questions à traiter

  1. Quelle est la différence principale entre la masse d'un objet et son poids ? Quelles sont leurs unités respectives dans le Système International ?
  2. Rappelle la formule qui permet de calculer le poids (\(P\)) d'un objet à partir de sa masse (\(m\)) et de l'intensité de la pesanteur (\(g\)).
  3. La masse de la trousse est donnée en grammes. Convertis cette masse en kilogrammes (kg).
  4. Calcule le poids de la trousse sur Terre, en utilisant \(g = 9,8 \, \text{N/kg}\). Exprime le résultat en Newtons (N).
  5. Calcule le poids de Léo (\(45 \, \text{kg}\)) sur Terre (\(g = 9,8 \, \text{N/kg}\)).
  6. Calcule le poids de la petite pomme (\(0,15 \, \text{kg}\)) sur Terre (\(g = 9,8 \, \text{N/kg}\)).
  7. Sur la Lune, l'intensité de la pesanteur est environ 6 fois plus faible que sur Terre (\(g_{\text{Lune}} \approx 1,6 \, \text{N/kg}\)). Quelle serait la masse de Léo sur la Lune ? Quel serait son poids sur la Lune ?

Correction : Combien ça Pèse ?

Question 1 : Différence entre masse et poids

Réponse :

La masse d'un objet représente la quantité de matière qui le compose. Elle est constante, où que se trouve l'objet dans l'univers. Son unité dans le Système International (SI) est le kilogramme (kg).

Le poids d'un objet est la force de gravité exercée sur cet objet par un astre (comme la Terre ou la Lune). Le poids dépend de la masse de l'objet et de l'intensité de la pesanteur de l'astre. Il peut donc varier d'un endroit à l'autre. Son unité dans le SI est le Newton (N).

Question 2 : Formule du poids

Réponse :

La formule pour calculer le poids (\(P\)) d'un objet est :

\[ P = m \times g \]

Où :

  • \(P\) est le poids en Newtons (N).
  • \(m\) est la masse en kilogrammes (kg).
  • \(g\) est l'intensité de la pesanteur en Newtons par kilogramme (N/kg).

Question 3 : Conversion de la masse de la trousse

Donnée :
  • Masse de la trousse : \(500 \, \text{g}\)
Calcul :

Sachant que \(1 \, \text{kg} = 1000 \, \text{g}\), pour convertir des grammes en kilogrammes, on divise par 1000.

\[ m_{\text{trousse}} = \frac{500 \, \text{g}}{1000 \, \text{g/kg}} = 0,5 \, \text{kg} \]
Résultat Question 3 : La masse de la trousse est de \(0,5 \, \text{kg}\).

Question 4 : Poids de la trousse

Données :
  • Masse de la trousse (\(m_{\text{trousse}}\)) : \(0,5 \, \text{kg}\)
  • Intensité de la pesanteur sur Terre (\(g\)) : \(9,8 \, \text{N/kg}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} P_{\text{trousse}} &= m_{\text{trousse}} \times g \\ &= 0,5 \, \text{kg} \times 9,8 \, \text{N/kg} \\ &= 4,9 \, \text{N} \end{aligned} \]
Résultat Question 4 : Le poids de la trousse sur Terre est de \(4,9 \, \text{N}\).

Quiz Intermédiaire 1 : Si un objet a une masse de \(2 \, \text{kg}\) sur Terre (\(g \approx 10 \, \text{N/kg}\)), son poids est d'environ :

Question 5 : Poids de Léo

Données :
  • Masse de Léo (\(m_{\text{Léo}}\)) : \(45 \, \text{kg}\)
  • Intensité de la pesanteur sur Terre (\(g\)) : \(9,8 \, \text{N/kg}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} P_{\text{Léo}} &= m_{\text{Léo}} \times g \\ &= 45 \, \text{kg} \times 9,8 \, \text{N/kg} \\ &= 441 \, \text{N} \end{aligned} \]
Résultat Question 5 : Le poids de Léo sur Terre est de \(441 \, \text{N}\).

Question 6 : Poids de la pomme

Données :
  • Masse de la pomme (\(m_{\text{pomme}}\)) : \(0,15 \, \text{kg}\)
  • Intensité de la pesanteur sur Terre (\(g\)) : \(9,8 \, \text{N/kg}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} P_{\text{pomme}} &= m_{\text{pomme}} \times g \\ &= 0,15 \, \text{kg} \times 9,8 \, \text{N/kg} \\ &= 1,47 \, \text{N} \end{aligned} \]
Résultat Question 6 : Le poids de la pomme sur Terre est de \(1,47 \, \text{N}\).

Question 7 : Masse et Poids de Léo sur la Lune

Masse de Léo sur la Lune :

La masse est la quantité de matière. Elle ne change pas quel que soit l'endroit dans l'univers. Donc, la masse de Léo sur la Lune est toujours de \(45 \, \text{kg}\).

Poids de Léo sur la Lune :
  • Masse de Léo (\(m_{\text{Léo}}\)) : \(45 \, \text{kg}\)
  • Intensité de la pesanteur sur la Lune (\(g_{\text{Lune}}\)) : \(1,6 \, \text{N/kg}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} P_{\text{Léo (Lune)}} &= m_{\text{Léo}} \times g_{\text{Lune}} \\ &= 45 \, \text{kg} \times 1,6 \, \text{N/kg} \\ &= 72 \, \text{N} \end{aligned} \]
Résultat Question 7 : Sur la Lune, la masse de Léo serait de \(45 \, \text{kg}\) et son poids serait de \(72 \, \text{N}\). (C'est beaucoup moins que ses \(441 \, \text{N}\) sur Terre !)

Quiz Intermédiaire 2 : Si un astronaute va sur la Lune :

Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)

1. Le poids d'un objet se mesure en :

2. Pour calculer le poids, on multiplie la masse par :

3. Un objet a une masse de \(5000 \, \text{g}\). Son poids sur Terre (\(g \approx 10 \, \text{N/kg}\)) est d'environ :

Glossaire

Masse (m)
Quantité de matière contenue dans un objet. Elle est invariable et se mesure en kilogrammes (kg) dans le Système International.
Poids (P)
Force de gravité exercée par un astre (comme la Terre) sur un objet. Il se mesure en Newtons (N) et dépend de la masse de l'objet et de l'intensité de la pesanteur.
Gravité
Force d'attraction universelle entre les objets qui ont une masse. C'est ce qui nous maintient au sol et donne leur poids aux objets.
Intensité de la pesanteur (g)
Caractéristique d'un astre qui indique la force de gravité qu'il exerce par unité de masse. Sur Terre, \(g \approx 9,8 \, \text{N/kg}\). Elle varie légèrement selon le lieu et l'altitude, et est différente sur d'autres planètes ou sur la Lune.
Newton (N)
Unité de mesure de la force (et donc du poids) dans le Système International.
Kilogramme (kg)
Unité de mesure de la masse dans le Système International.
Gramme (g)
Unité de masse. \(1000 \, \text{g} = 1 \, \text{kg}\).
Balance
Instrument utilisé pour mesurer la masse d'un objet.
Calcul du Poids d’Objets Courants - Exercice d'Application

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