Le Poids et la Masse.
Objectif : Il s'agit de distinguer deux grandeurs bien distinctes : Le Poids et la Masse.
I ) Poids et Masse.
La Masse d'un objet représente la quantité de matière liée au nombre d'atome qui le constituent. Elle s'exprime en Kilogramme et se mesure avec une balance.
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Le poids est plus communément appelé '' attraction terrestre ''. C'est une action mécanique ( force ) à distance, répartie sur tout le volume de l'objet. C'est l'action mécanique qu'exerce la terre sur tout objet situé dans son voisinage proche. Le poids s'exprime en Newton ( N ) et se mesure avec un dynamomètre.
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II ) Les caractéristiques du poids.
Étant une force, le poids est modélisé par une flèche, dont la longueur est proportionnelle à l'intensité et dont l'origine est un point particulier F. On utilise le Vecteur P.
1°) Les Caractéristiques du vecteur P.
Point d'application : G, le centre de gravité de l'objet.
Direction : La verticale du lieu.
Sens : Vers le centre de la terre, vers le bas.
Intensité : Mesurée avec un dynamomètre ou calculée.
2°) Comment déterminer G, le centre de gravité d'un objet ?.
A°) Apprends à déterminer le centre de gravité.
1°) Suspends la plaque de carton par un fil fixé au point A. A l'équilibre, la tension du fil à la même direction que la droite d'action du poids. Le centre de gravité se trouve sur cette droite d'action.
2°) Prolonge la direction du fil sur la plaque.
3°) Recommence l'expérience en suspendant la plaque par deux autres points B et C. Les droites obtenues sont concourantes et le point de concours est le centre de gravité G de la plaque.
B°) Centre de gravité de quelques plaques.
Centre de gravité de quelques plaques homogènes possédant un centre de symétrie.
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Le Centre de gravité d'une plaque homogène, triangulaire, est situé au point de concours des trois médianes.
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III ) L'intensité du poids, relation entre le poids et la Masse.
1°) Expérience.
Masse ( m ) en Kg.
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0,5
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0,4
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0,3
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0,2
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0,1
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Poids en Newton ( N )
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5
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4
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3
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2
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1
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P / M en N.Kg-1
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10
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10
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10
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10
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10
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2°) Graphique de l'évolution du poids en fonction de la Masse.
On porte la masse en abscisse et le poids en ordonnée.
3°) Relation Mathématiques entre le poids et la Masse.
Le graphique est une droite qui passe par l'origine. Il y a donc une relation de proportionnalité entre le poids ( P ) et la Masse ( m ).
P = m.a
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Le coefficient de proportionnalité est appelé intensité de pesanteur et se note G.
Finalement on peut écrire P = m.G
G = Intensité de la pesanteur en N.Kg-1.
M = Masse de l'objet en Kg.
4°) Remarques importantes.
'' m '' est une grandeur invariante.
'' G '' est une grandeur avec le lien considéré.
'' P '' varie donc avec le poids.
Lieu.
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Paris.
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Pôle Nord.
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Équateur.
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Chamonix.
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Mont Blanc
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Lune.
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G ( N.Kg-1 ).
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9,81
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9,83
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9,78
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9,801
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9,792
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1,6
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Nous constatons donc que la l'attraction lunaire est six fois inférieur à celle de la terre.
