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3eCHAPITRE 104 min de lecture

Le poids et la masse

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M. VERHILLE — Physique-Chimie · 3ème


Objectifs et compétences

Objectifs du chapitre, en lien avec le programme de cycle 4 (BO n° 31 du 30 juillet 2020) :

  • Distinguer masse et poids
  • Utiliser la relation P = m × g
  • Représenter le poids par un vecteur force

À la fin de ce chapitre, l'élève sait :


I] Définitions

La masse est une grandeur physique propre à l’objet, mesurée à l’aide d’une balance. Elle s'exprime en kg. La masse est identique quelle que soit sa position dans l'Univers.

Le poids est une force et s'exprime en Newton (N). Le poids s'applique sur un objet de masse m et sa valeur va dépendre de la planète sur laquelle on le mesure.

Masse Poids
Nature Grandeur propre à l’objet mesurée en kg Force d'attraction gravitationnelle
Unité Kilogramme (kg) Newton (N)
Instrument Balance Dynamomètre
Dépend du lieu ? Non (constante) Oui (dépend de la planète)

II] Relation entre le poids et la masse

P=m×g\boxed{P = m \times g}
Grandeur Symbole Unité
Poids P Newton (N)
Masse m Kilogramme (kg)
Intensité de pesanteur g N/kg

Attention : la masse doit être en kg dans cette formule.

Valeurs de g selon la planète

Planète g (N/kg)
Terre 9,81
Lune 1,62
Mars 3,71
Jupiter 24,79

Un objet de 60 kg pèse 589 N sur Terre, mais seulement 97 N sur la Lune. Sa masse reste 60 kg partout.


III] Schématiser un vecteur force

On peut représenter une force par une flèche :

Schéma : objet en chute libre

Le poids P s'applique au centre de gravité de l'objet, dirigé vers le bas (centre de la Terre).

Schéma : objet immobile posé sur une table

Deux forces s'exercent :

  • Le poids P vers le bas (au centre de gravité)
  • La résultante R des forces de contact avec la table, vers le haut

L'objet est immobile → les deux forces se compensent.


IV] Les 4 caractéristiques d'un vecteur force

Exemple : le vecteur force Poids

Caractéristique Pour le poids
Direction La verticale
Sens Vers le bas (centre de la Terre)
Intensité P = m × g (en Newton)
Point d'application Le centre de gravité de l'objet

Pour représenter un vecteur force, il faut toujours préciser ces 4 éléments. La longueur de la flèche est proportionnelle à l'intensité (échelle à préciser).


Bilan — Ce qu'il faut retenir

Notion Définition Formule
Masse (m) Grandeur propre à l’objet ; pour le même objet, elle ne dépend pas du lieu dans le modèle du cours Unité : kg
Poids (P) Force d'attraction gravitationnelle exercée par une planète sur un objet P = m × g
g (intensité de pesanteur) Dépend de la planète ; g_Terre = 9,81 N/kg —
Vecteur force Représentation d'une force par une flèche avec 4 caractéristiques Direction, sens, intensité, point d'application

Erreurs fréquentes à éviter

  • Dire "je pèse 60 kg" : on devrait dire "ma masse est 60 kg" ou "je pèse 589 N". Dans le langage courant, "peser" désigne la masse, mais en physique le poids est une force en Newton.
  • Oublier de convertir en kg : si la masse est donnée en grammes, diviser par 1 000 avant d'appliquer P = m × g.
  • Confondre g et G : g est l'intensité de pesanteur (N/kg, locale), G est la constante gravitationnelle universelle (vue au Ch.11).

Référence : programme de physique-chimie du cycle 4 et ressources ministérielles. Les objectifs et approfondissements de ce chapitre constituent une progression du professeur.

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Objectifs et repères pédagogiques

Thème : Mouvements et interactions

Durée prévue : 2 h

Mots-clés : masse, poids, newton, kilogramme, gravitation, vecteur force, centre de gravité