Poids et masse : P = m × g

La valeur soulignée est-elle une masse ou un poids ? Écris « masse » ou « poids ».

1. « Un paquet de 1,5 kg de farine » :
   Des kilogrammes : une masse.
2. « Cette étagère supporte au plus 300 N » :
   Des newtons : une force, ici le poids maximal de ce qu’on y pose.
3. « Un nouveau-né de 3,4 kg » :
   Des kilogrammes : une masse, même si l’on dit « il pèse ».
4. « Ce pont est interdit aux véhicules de plus de 3,5 t » :
   La tonne est une unité de masse.
5. « Le pèse-bagage à ressort indique 180 N » :
   Des newtons, mesurés par un ressort (un dynamomètre) : un poids.

Complète avec le mot du cours.

1. Une balance à deux plateaux compare la masse d’un objet à des masses .
   On équilibre l’objet avec des masses marquées, de valeur connue.
2. Contrairement au poids, la masse ne dépend pas du où se trouve l’objet.
   La masse est la même partout : elle ne dépend pas du lieu.
3. Le poids est une action à : la Terre attire l’objet sans le toucher.
   Une action à distance.
4. Le poids s’applique au centre de de l’objet.
   On note G le centre de gravité.
5. Le poids est exercé par la Terre, ou par l’ près duquel se trouve l’objet.
   Sur la Lune, c’est la Lune qui attire l’objet : l’astre.

Corrige ou explique avec le vocabulaire de la physique.

1. « La poignée a cassé : la valise était trop lourde. » Ici, « lourde » parle du de la valise.
   La difficulté à porter ou à retenir un objet dépend de son poids, la force exercée par la Terre.
2. Une balance de cuisine affiche 460 g de farine : elle donne la de la farine.
   Une valeur en grammes est une masse.
3. Un fil à plomb pend selon la verticale : le poids de la masse de plomb est dirigé vers le de la Terre.
   Le poids est vertical, dirigé vers le bas, c’est-à-dire vers le centre de la Terre.
4. Une astronaute emporte une pierre de 1,7 kg dans la Station spatiale. La masse de la pierre y vaut kg.
   La masse ne dépend pas du lieu : 1,7 kg.
5. Emporté sur la Lune, un pèse-personne afficherait une valeur plus que sur Terre, pour la même personne.
   Le poids y est environ six fois plus faible : l’affichage aussi, alors que la masse n’a pas changé.

Complète (même lieu pour tous les objets).

1. Si la masse d’un objet double, son poids est multiplié par .
   Le poids est proportionnel à la masse : multiplié par 2.
2. Si la masse est divisée par 3, le poids est divisé par .
   Proportionnalité : divisé par 3 aussi.
3. Le rapport P ÷ m s’appelle l’intensité de .
   C’est l’intensité de pesanteur, notée g.
4. Le coefficient de proportionnalité entre le poids et la masse est noté .
   P = m × g : g est le coefficient de proportionnalité.
5. Pour calculer le rapport P ÷ m, la masse doit être en .
   P en N et m en kilogrammes donnent g en N/kg.

Sur Terre, Inès suspend des sacs de sable à un dynamomètre. Mesures : 0,9 kg → 8,82 N ; 1,8 kg → 17,64 N ; 2,7 kg → ? ; un dernier sac → 31,36 N.

1. Rapport P ÷ m pour le sac de 0,9 kg : N/kg
   8,82 ÷ 0,9 = 9,8 N/kg.
2. Poids du sac de 2,7 kg : N
   2,7 = 3 × 0,9 : le poids est 3 × 8,82 = 26,46 N (ou 2,7 × 9,8).
3. Masse du dernier sac : kg
   m = P ÷ g = 31,36 ÷ 9,8 = 3,2 kg.
4. Poids de la moitié du sac de 0,9 kg : N
   Masse divisée par 2, poids divisé par 2 : 8,82 ÷ 2 = 4,41 N.

Sur un astre, une sonde mesure le poids de quatre échantillons de roche. Voici le graphique de ses mesures.

1. Les points sont alignés avec l’origine : le poids est à la masse.
   Droite passant par l’origine : le poids est proportionnel à la masse.
2. Intensité de pesanteur sur cet astre : g = N/kg
   Point (10 ; 16) : g = 16 ÷ 10 = 1,6 N/kg (c’est la Lune).
3. Poids lu sur la droite pour 12,5 kg : N
   12,5 × 1,6 = 20 N : on le lit sur la droite.
4. Masse d’un échantillon dont le poids vaut 28 N sur cet astre : kg
   m = 28 ÷ 1,6 = 17,5 kg.
5. Sur Terre, l’échantillon de 20 kg aurait un poids de N.
   20 × 9,8 = 196 N : la masse est la même, g change.

Convertis chaque masse en kilogrammes.

1. 2 450 g = kg
   1 kg = 1 000 g : 2 450 ÷ 1 000 = 2,45 kg.
2. 380 g = kg
   380 ÷ 1 000 = 0,38 kg.
3. 1,6 t = kg
   1 t = 1 000 kg : 1,6 × 1 000 = 1 600 kg.
4. 75 mg = kg
   1 kg = 1 000 000 mg : 75 ÷ 1 000 000 = 0,000 075 kg.
5. 15 g = kg
   15 ÷ 1 000 = 0,015 kg.

Calcule le poids sur Terre (g = 9,8 N/kg).

1. Masse 2,0 kg : P = N
   2,0 × 9,8 = 19,6 N.
2. Masse 650 g : P = N
   650 g = 0,650 kg, puis 0,650 × 9,8 = 6,37 N.
3. Masse 12,5 kg : P = N
   12,5 × 9,8 = 122,5 N.
4. Masse 2,6 t : P = N
   2,6 t = 2 600 kg, puis 2 600 × 9,8 = 25 480 N.

Utilise la relation dans l’autre sens (g = 9,8 N/kg).

1. Un dynamomètre indique 58,8 N sur Terre. Masse de l’objet : kg
   m = P ÷ g = 58,8 ÷ 9,8 = 6 kg.
2. Une charge a un poids de 1,96 kN. Sa masse : kg
   1,96 kN = 1 960 N ; m = 1 960 ÷ 9,8 = 200 kg.
3. Un fil casse au-delà de 50 N. Masse maximale qu’on peut y suspendre, arrondie au dixième : kg
   m = 50 ÷ 9,8 ≈ 5,10 : environ 5,1 kg (au-delà, le poids dépasse 50 N).
4. Un élève a sur Terre un poids de 343 N. Sa masse : kg
   m = P ÷ g = 343 ÷ 9,8 = 35 kg.

Complète avec le cours.

1. Sur Mars, g vaut environ N/kg.
   Sur Mars, 3,7 N/kg.
2. Parmi la Lune, Mars et Vénus, l’astre dont le g est le plus proche de celui de la Terre est .
   Vénus : 8,9 N/kg, contre 9,8 sur Terre.
3. Sur la Lune, le poids d’un objet est environ fois plus faible que sur Terre.
   9,8 ÷ 1,6 ≈ 6.
4. Sur la Lune, la masse d’un objet est la que sur Terre.
   La masse ne dépend pas du lieu : la même.
5. Les astronautes de la Station spatiale flottent parce que la station et eux ensemble autour de la Terre.
   Ils tombent ensemble autour de la Terre : rien ne les appuie contre le plancher.

Un carton de livres a une masse de 12 kg. Sur Terre, g = 9,8 N/kg ; sur la Lune, g = 1,6 N/kg.

1. Poids du carton sur Terre : N
   12 × 9,8 = 117,6 N.
2. Poids du carton sur la Lune : N
   12 × 1,6 = 19,2 N.
3. Sur la Lune, le carton serait aussi facile à soulever qu’un objet de kg sur Terre (arrondi au dixième).
   Même poids, même difficulté à soulever : m = 19,2 ÷ 9,8 ≈ 1,96, soit environ 2,0 kg sur Terre.
4. Masse de livres qui aurait, sur la Lune, le poids du carton sur Terre : kg
   m = P ÷ g = 117,6 ÷ 1,6 = 73,5 kg de livres.

Trouve g, l’astre ou la masse (astres du cours : Terre, Lune, Mars, Vénus).

1. Sur un astre, 12 kg de roche ont un poids de 106,8 N : g = N/kg
   g = 106,8 ÷ 12 = 8,9 N/kg.
2. Parmi les astres du cours, cet astre est .
   8,9 N/kg : Vénus.
3. Sur Mars, un robot a un poids de 1 110 N. Sa masse : kg
   m = 1 110 ÷ 3,7 = 300 kg, sur Mars comme sur Terre.
4. Poids d’un objet de 3,0 kg sur Mars : N
   3,0 × 3,7 = 11,1 N.