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Poids et masse : P = m × g
La masse (quantité de matière, en kilogrammes) et le poids (force exercée par la Terre, en newtons), le poids proportionnel à la masse, la relation P = m × g pour calculer un poids ou une masse, l’intensité de pesanteur qui change d’un astre à l’autre et l’impesanteur des astronautes.
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Sujet et corrigé prêts à imprimer.
Devoir surveillé – Poids et masse : P = m × g
Durée : 55 min – Calculatrice autorisée – Sur 20 points · Physique 3ᵉ
Tous les calculs doivent figurer sur la copie. Les résultats seront donnés sous la forme la plus simple possible.
Exercice 1 – Poids ou masse ? ★★
(4 pts)Dans sa cuisine, Noé lit sur un paquet de riz « 1 kg ». Il accroche ensuite le paquet à un dynamomètre, qui indique 9,8 N.
- a)Quelle grandeur l’étiquette « 1 kg » indique-t-elle ? Avec quel instrument la mesure-t-on ?
- b)Quelle grandeur le dynamomètre mesure-t-il ? Donne ses caractéristiques : direction, sens, point d’application.
- c)Noé emporte le paquet dans une station spatiale. Laquelle des deux valeurs reste la même ? Justifie.
- d)Noé verse un quart du riz dans un bocal. Quelles sont la masse et le poids du riz resté dans le paquet ? Justifie.
Exercice 2 – Un TP au dynamomètre ★★
(4 pts)Un groupe suspend des masses marquées à un dynamomètre électronique et relève ses indications :
| m (g) | 80 | 160 | 240 | 320 |
| P (N) | 0,78 | 1,57 | 2,35 | 3,14 |
- a)Convertis les quatre masses en kilogrammes.
- b)Calcule le rapport P ÷ m pour chaque mesure (arrondi au centième).
- c)Le poids est-il proportionnel à la masse ? Quelle grandeur ces rapports permettent-ils d’estimer ?
- d)Quelle indication le dynamomètre donnerait-il pour une masse de 550 g ? Utilise la valeur de g estimée.
Exercice 3 – Appliquer P = m × g ★★
(4 pts)On prend g = 9,8 N/kg sur Terre.
- a)Calcule le poids d’un vélo de 14,5 kg.
- c)Un dynamomètre indique 34,3 N : quelle est la masse de l’objet ?
- b)Calcule le poids d’un livre de 780 g.
- d)Calcule le poids d’un tracteur de 2,4 t, en N puis en kN.
Exercice 4 – Un voyage sur la Lune ★★★
(4 pts)Une caisse de matériel scientifique a une masse de 45 kg. Sur Terre, g = 9,8 N/kg ; sur la Lune, g = 1,6 N/kg.
- a)Calcule son poids sur Terre.
- b)Calcule son poids sur la Lune.
- c)Quelle est sa masse sur la Lune ? Justifie en une phrase.
- d)Par combien le poids a-t-il été divisé ? Ce nombre dépend-il de la masse de la caisse ? Justifie.
Exercice 5 – Corriger des raisonnements ★★★
(4 pts)Chaque phrase contient une erreur. Explique-la et donne la réponse juste (g = 9,8 N/kg sur Terre).
- a)« Le poids de mon sac est de 9 kg. »
- b)« Pour 720 g, P = 720 × 9,8 = 7 056 N. »
- c)« L’astronaute flotte dans la station : il n’a donc plus de masse. »
- d)« Au même endroit, un objet deux fois plus lourd a un g deux fois plus grand. »
Bon courage !
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Voir le corrigé et le barème
Corrigé et barème – Poids et masse : P = m × g
Durée : 55 min – Calculatrice autorisée – Sur 20 points · Physique 3ᵉ
Exercice 1 – Poids ou masse ? ★★
(4 pts)- a)La masse, quantité de matière du riz ; elle se mesure avec une balance. (1)
- b)Le poids, force exercée par la Terre sur le paquet : vertical, vers le bas, appliqué au centre de gravité du paquet. (1)
- c)La masse, 1 kg : elle ne dépend pas du lieu (la quantité de riz ne change pas). Le poids, lui, dépend du lieu. (1)
- d)Il reste les trois quarts du riz : 0,75 kg. Le poids est proportionnel à la masse : 9,8 × 3 ÷ 4 = 7,35 N. (1)
Le point clé — l’unité trahit la grandeur : kg → masse, N → poids.
Exercice 2 – Un TP au dynamomètre ★★
(4 pts)- a)0,08 kg ; 0,16 kg ; 0,24 kg ; 0,32 kg. (1)
- b)0,78 ÷ 0,08 = 9,75 ; 1,57 ÷ 0,16 ≈ 9,81 ; 2,35 ÷ 0,24 ≈ 9,79 ; 3,14 ÷ 0,32 ≈ 9,81 N/kg. (1)
- c)Oui : les rapports sont égaux aux erreurs de mesure près. Ils permettent d’estimer l’intensité de pesanteur g ≈ 9,8 N/kg. (1)
- d)m = 0,55 kg ; P = 0,55 × 9,8 = 5,39 N. (1)
Erreur fréquente — calculer le rapport avec la masse en grammes : 0,78 ÷ 80 ne donne pas g.
Exercice 3 – Appliquer P = m × g ★★
(4 pts)- a)P = m × g = 14,5 × 9,8 = 142,1 N. (1)
- b)780 g = 0,780 kg, donc P = 0,780 × 9,8 = 7,644 N, soit environ 7,6 N. (1)
- c)m = P ÷ g = 34,3 ÷ 9,8 = 3,5 kg. (1)
- d)2,4 t = 2 400 kg, donc P = 2 400 × 9,8 = 23 520 N = 23,52 kN. (1)
Méthode — masse en kilogrammes d’abord, puis P = m × g ; dans l’autre sens, m = P ÷ g.
Exercice 4 – Un voyage sur la Lune ★★★
(4 pts)- a)P = 45 × 9,8 = 441 N. (1)
- b)P = 45 × 1,6 = 72 N. (1)
- c)45 kg : la masse est une quantité de matière, elle ne dépend pas du lieu. (1)
- d)441 ÷ 72 = 6,125, soit environ 6. Ce nombre vaut 9,8 ÷ 1,6 : il ne dépend que des deux valeurs de g, pas de la masse. (1)
Le point clé — sur un autre astre, la masse reste la même ; le poids suit g.
Exercice 5 – Corriger des raisonnements ★★★
(4 pts)- a)Le kilogramme est une unité de masse : « la masse de mon sac est de 9 kg » ; son poids vaut 9 × 9,8 = 88,2 N. (1)
- b)La masse n’a pas été convertie : 720 g = 0,720 kg, donc P = 0,720 × 9,8 = 7,056 N. (1)
- c)Sa masse est inchangée ; la Terre l’attire toujours. Il flotte parce que la station et lui tombent ensemble autour de la Terre. (1)
- d)g ne dépend pas de l’objet : en un lieu donné, le rapport P ÷ m est le même pour tous. L’objet deux fois plus lourd a une masse deux fois plus grande ; g vaut toujours 9,8 N/kg sur Terre. (1)
Erreur fréquente — confondre masse et poids : la masse ne change jamais avec le lieu.
Ce document est la propriété intellectuelle de Ben, professeur particulier (benprofparticulier.fr), protégée par le Code de la propriété intellectuelle (art. L. 111-1 et L. 122-4). Il est mis à disposition pour un usage personnel de révision. Toute reproduction, diffusion, mise en ligne ou revente, totale ou partielle, sans autorisation écrite est interdite et constitue une contrefaçon (art. L. 335-2).
Ce contrôle de physique 3ᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Poids et masse : P = m × g » : 5 exercices, 55 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — Poids ou masse ? ★★/ 4 pts
- Exercice 2 — Un TP au dynamomètre ★★/ 4 pts
- Exercice 3 — Appliquer P = m × g ★★/ 4 pts
- Exercice 4 — Un voyage sur la Lune ★★★/ 4 pts
- Exercice 5 — Corriger des raisonnements ★★★/ 4 pts
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours et la fiche de révision.
- Refaire les exercices corrigés et les problèmes.
- Se tester avec le QCM (36 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 55 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
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Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Poids et masse : P = m × g » ?
- 55 minutes pour 5 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 55 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de physique de troisième ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Poids et masse : P = m × g » du programme officiel de physique en troisième.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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