← Physique-Chimie 3APIC Chapitre 07 · Semestre 2

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).

MassePoids
NatureQuantité de matièreForce
UnitéKilogrammeNewton
InstrumentBalanceDynamomètre
Selon le lieuInvariableVariable
DirectionAucuneVerticale, 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 N

La formule s'inverse quand on cherche la masse :

m = Pg

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

Lieug (N/kg)Poids d'un corps de 60 kg
Terre9,8588 N
Lune1,696 N
Mars3,7222 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 ?
m = 241,6 = 15 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.
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