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Le poids et la masse

Index de l'article

 

Le poids

Le poids d'un corps est la force d'attraction que la terre exerce sur ce corps. On l'appelle aussi force de pesanteur

 

Caractéristiques du poids d'un corps

 

Le poids est une verticale. Dans un même lieu les poids du corps ont toue la même direction. C'est verticale du lieu
On appelle verticale d'un point la droite suivant laquelle s'immobilise un fil à plomb suspendu en ce point. Les verticales ont les propriétés:

  • Toute droite verticale est perpendiculaire à la surface d'un liquide au repos
  • Les verticales des lieux concourent au centre de la terre

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Application des verticales

 

Les verticales sont utilisées par le maçon Exemple: le fils à plomb. On utilise aussi les niveaux pour contrôler l'horizontal d'une surface plane. Exemple: niveau du maçon, niveau à bulles, niveau d'eau.

Le sens du poids

 

Le poids est une force verticale qui agit du haut vers le bas. Exemple: Chute d'un corps

 

Son point d'application

 

Le point d'application du point d'un corps est appelé centre de gravité et noté G

 

Son intensité

 

L'intensité du poids varie selon le corps qu'on a, elle est grande si le corps est lourd, et petite ou faible si le corps est léger. Elle est mesurée à l'aide d'un dynamomètre et exprimée en newton (N)


 

 


Représentation graphique du poids d'un corps

 

Le poids d'un corps est représenté par le vecteur poids et ses caractéristiques sont:

  • Son origine G est le centre de gravité du corps, c'est le point d'application du poids
  • Sa direction est le vecteur passant par G
  • Son sens est du haut vers le bas et est indiqué par l'extrémité de la flèche
  • Sa longueur est proportionnelle à l'intensité du poids représenté, elle tien compte de l'échelle de représentation.

Unité du poids

 

L'unité du poids est le newton (N)

 

 


Variation d'un corps selon le lieu

 

L'unité du poids d'un corps varie selon le lieu qu'on se trouve. Elle augmente avec la latitude mais diminue avec l'altitude
Exemple: Le poids d'un corps au niveau du mont Cameroun est inférieur à son poids au niveau de la mer. La terre a la forme d'une sphère aplatie au niveau des pôles (légèrement). Lorsqu'on se déplace de l'équateur vers les pôles, la force d'attraction de la terre augmentent.
Lorsqu'on s'éloigne de la surface de la terre vers l'espace la force d'attraction de la terre diminue


 

 


Masse d'un corps

 

La masse d'un corps est la quantité de matière qui le compose

 

Mesure et unité de masse

 

On mesure la masse d'un corps à l'aide d'une balance.
L'unité internationale de masse est le kilogramme (kg). Par définition le kg est la masse du prototype international en platine ériger sanctionné par la conférence tenue à Paris en 1889 et déposé au bureau international des poids et mesure à Sèvre près de Paris.
Le kg a des multiples de le quintal=100kg; la tonne=1000kg. Des sous multiples: le gramme=10-3kg; décigramme=10-4kg; centigramme=10-5kg; milligramme=10-6kg
Pour mesurer le poids du corps on se sert généralement des boîtes de masse marquées. Un boîte de masse marquée contient une masse de 50kg, 1 masse de 200g, 2 masses de 100g, 1 masse de 50g, 1 masse de 20g, 2 masses de 10g, 1 masse de 5 g, 2 masses de 5g, 1 masse de 1g et une masse de 500g

 

Relation entre le poids te la masse

 

La masse d'un corps est invariable quelque soit le lieu où on se trouve. Le poids quant à lui varie avec le lieu à cause de g (intensité de l'attraction terrestre) . Par expérience on démontre que P=mg
P: poids du corps en Newton (N)
m: masse du corps en Kilogramme (kg)
g: attraction de la terre en Newton/kg (N/kg)

Exemple:

Le poids d'un corps à Libreville est de 4890N qu'elle est la masse de ce corps
Qu'elle est le poids de ce même corps au Groenland (Pôle Nord)
Résolution:
P=mg
→ m=p/g
m=4890/9,78 = 500 → m=500kg
Poids de ce corps au pôle Nord
p=mg
p=500x9,83
P=4915N

 

 

 

Au pôle Nord 1kg correspond à 9,83N. A l'équateur 1kg correspond à 9,78N. A Paris 1kg correspond à 9,81N. A Yaoundé 1kg correspond à 9,78N.
A ne pas confondre:

  • Le poids s'exprime en Newton (N) Exemple: le poids de cette viande est 1500N et non 1500kg
  • 1500kg est la masse de cette caisse et non pas sont poids. La masse s'exprime en kg

 


Le centre de gravité

 

On appelle centre de gravité d'un solide le point G fixe par rapport au solide par où passe toujours la droite d'action de sont poids quand on change sa position dans l'espace

 

Détermination du centre de gravité

Cas des figures géométriques planes

 

Le centre de gravité d'un carré ou d'un rectangle est le point de rencontre de ses diagonales. Celui d'un triangle est le point de concours des médianes.
Le centre de gravité d'un cercle est le centre de ce cercle.

 

Cas des figures géométriques non planes

 

Pour un corps allongé Exemple: barre de fer, règle, on cherche le point d'équilibre sur son doigt pour trouver son centre de gravité. Dans le cas d'une boîte ou d'un livre on peut opérer par basculement sur le bord d'une table

 

Cas d'un corps hétérogène

 

Lorsqu'un corps est composé de plusieurs matières différentes le centre de gravité est rapproché de la partie la plus lourde
Le centre de gravité peut être situé or de la matière

 

 


Notion d'équilibre

 

Un corps peut être en équilibre stable, équilibre instable ou en équilibre indifférent.

 

Equilibre stable

 

Un corps est dit en équilibre stable si écarté légèrement de sa position d'équilibre il tant à y revenir de lui-même dans ce cas le centre de gravité G est situé au-dessus de la verticale passant par le point O

 

Equilibre instable

 

Un corps est en équilibre instable lorsque légèrement écarté de sa position d'équilibre il tant en s'en écarter d'avantage dans ce cas le centre de gravité G est situé au-dessus de la verticale passant par le point O.

 

Equilibre indifférent

 

Un corps est dit en équilibre indifférent quant il reste au repos quelque soit ka position qu'on lui donne dans ce cas le centre de gravité G et le point O sur l'axe sont confondus.
Exemple: Un ballon de football, toute boule de forme sphérique.