Physique-Chimie · 3ème année collège
Le poids et la masse
Deux grandeurs que le langage courant confond, et que la physique sépare nettement.
01 Deux grandeurs à ne pas confondre
Définitions
La masse est la quantité de matière contenue dans un corps. Elle se note m et s'exprime en kilogrammes (kg).
Le poids est la force d'attraction exercée par la Terre sur ce corps. Il se note P et s'exprime en newtons (N).
| Masse | Poids | |
|---|---|---|
| Nature | Quantité de matière | Force |
| Unité | Kilogramme | Newton |
| Instrument | Balance | Dynamomètre |
| Selon le lieu | Invariable | Variable |
| Direction | Aucune | Verticale, vers le bas |
« Je pèse 60 kg » est incorrect en physique. On a une masse de 60 kg et un poids d'environ 600 N. Le langage courant confond les deux, la physique non.
02 La relation entre poids et masse
Formule
P = m × g
P en newtons, m en kilogrammes, et g l'intensité de la pesanteur, en newtons par kilogramme (N/kg).
Au Maroc, g vaut environ 9,8 N/kg. On l'arrondit souvent à 10 N/kg pour simplifier les calculs.
Exemple
Un sac de ciment a une masse de 50 kg. Quel est son poids, avec g = 9,8 N/kg ?
P = 50 × 9,8 = 490 NLa formule s'inverse quand on cherche la masse :
m =Convertir avant de calculer. Une masse donnée en grammes doit devenir des kilogrammes : 500 g s'écrit 0,5 kg. Appliquer la formule avec 500 multiplie le résultat par mille.
03 Le poids change, la masse non
| Lieu | g (N/kg) | Poids d'un corps de 60 kg |
|---|---|---|
| Terre | 9,8 | 588 N |
| Lune | 1,6 | 96 N |
| Mars | 3,7 | 222 N |
L'astronaute emporte la même quantité de matière partout : sa masse ne bouge pas. Mais la Lune l'attire six fois moins que la Terre, d'où les bonds caractéristiques des images d'alunissage.
Sur Terre aussi, g varie légèrement : un peu plus faible à l'équateur et en altitude, un peu plus fort aux pôles. Ces écarts restent trop petits pour être perçus.
À toi. Un objet a un poids de 24 N sur la Lune, où g = 1,6 N/kg. Quelle est sa masse, et quel serait son poids sur Terre avec g = 9,8 N/kg ?
PTerre = 15 × 9,8 = 147 N
La masse reste 15 kg dans les deux cas : c'est le poids qui change.
✓ L'essentiel
- Masse
- Quantité de matière, en kg, mesurée à la balance, invariable.
- Poids
- Force d'attraction terrestre, en newtons, mesurée au dynamomètre, verticale vers le bas.
- Relation
- P = m × g, avec g ≈ 9,8 N/kg sur Terre.
- Variation
- g dépend de l'astre : 1,6 N/kg sur la Lune, 3,7 sur Mars.
Les erreurs à éviter
- Exprimer un poids en kilogrammes.
- Oublier de convertir les grammes en kilogrammes.
- Croire que la masse diminue sur la Lune.