M. VERHILLE — Physique-Chimie · 4ème
Source : ../sources/ch12-masse-poids-forces/4eme-masse-et-poids.pdf
Objectifs et compétences
Repères du programme de cycle 4 (BO 2020) :
- Distinguer masse et poids
- Utiliser la relation P = m × g
Compétences du socle :
- D1.3 : Utiliser les langages scientifiques (formules, unités)
- D4 : Systèmes naturels et techniques
À la fin de ce chapitre, l'élève sait :
Définitions
Masse
- Quantité de matière d'un objet (somme des masses de ses atomes)
- Unité : kilogramme (kg)
- Mesure : balance
- ✅ Invariable — identique partout dans l'Univers
Poids
- Force d'attraction vers le centre d'une planète/satellite
- Unité : newton (N)
- Mesure : dynamomètre
- ⚠️ Variable — dépend de l'astre où on se trouve
Formule
| Grandeur | Symbole | Unité |
|---|---|---|
| Poids | P | Newton (N) |
| Masse | m | Kilogramme (kg) |
| Intensité de la pesanteur | g | N/kg |
Valeurs de g
| Astre | g |
|---|---|
| Terre | 9,8 N/kg |
| Lune | 1,6 N/kg |
| Mars | 3,7 N/kg |
Exemple local : Un randonneur de 70 kg au sommet du Piton des Neiges (3 070 m) a exactement la même masse qu'au niveau de la mer à Saint-Denis, mais son poids est très légèrement inférieur en altitude car g diminue quand on s'éloigne du centre de la Terre. Sur la Lune, ce même randonneur aurait un poids de seulement 70 × 1,6 = 112 N (contre 686 N sur Terre) — mais sa masse resterait 70 kg.
Exercices de référence
| Situation | Calcul | Résultat |
|---|---|---|
| Cosmonaute 80 kg sur Terre | P = 80 × 9,8 | 784 N |
| Cosmonaute 80 kg sur la Lune | P = 80 × 1,6 | 128 N |
| Objet P=850N sur Terre | m = 850 ÷ 9,8 | ≈ 86,7 kg |
| Même objet sur la Lune | masse = | 86,7 kg (inchangée !) |
| Sac de farine 5 kg | P = 5 × 9,8 | 49 N |
À ne pas confondre !
| Masse | Poids |
|---|---|
| kg | N |
| balance | dynamomètre |
| constante | varie selon g |
| propriété intrinsèque | force externe |
Image de référence
- boulet-canon-trajectoire-poids.jpg — flèche P vers le bas (poids = force vers le centre de la Terre)
Erreurs fréquentes à éviter
- Confondre masse et poids (kg vs N) : la masse s'exprime en kilogrammes (kg) et se mesure avec une balance. Le poids s'exprime en newtons (N) et se mesure avec un dynamomètre. "Je pèse 70 kg" est un abus de langage — on devrait dire "ma masse est de 70 kg"
- Oublier que g varie selon le lieu : g = 9,8 N/kg sur Terre, mais 1,6 N/kg sur la Lune et 3,7 N/kg sur Mars. Le poids d'un objet change selon l'astre, pas sa masse
- Écrire P = m × g sans les unités correctes : P doit être en newtons (N), m en kilogrammes (kg) et g en N/kg. Écrire "P = 70 × 9,8 = 686" sans les unités est incomplet
Différenciation
- Remédiation : compléter un tableau comparatif masse/poids avec les colonnes : grandeur, unité, instrument, varie ou constante. Puis calculer le poids d'objets simples (1 kg, 5 kg, 10 kg) sur Terre et la Lune
- Approfondissement : calculer la valeur de g à différentes altitudes (niveau de la mer, sommet du Piton des Neiges, station spatiale ISS à 400 km) et expliquer pourquoi les astronautes "flottent" dans l'ISS alors que g n'y est pas nul
Ressources liées
- H5P : ../sources/ch12-masse-poids-forces/physique-chimie-4eme-ch12-masse-et-poids.h5p
- PDF : ../sources/ch12-masse-poids-forces/4eme-masse-et-poids.pdf
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