Physique - Chimie. De la gravitation à l énergie mécanique. Poids et masse d un corps.

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1 Nom : Prénom : Classe : Date : Physique - Chimie De la gravitation à l énergie mécanique. Poids et masse d un corps. Fiche élève 1/5 Objectifs o Déterminer les caractéristiques du poids d un corps. o Savoir mesurer la valeur un poids. o Etablir une relation entre le poids et la masse d un objet. o Tracer un graphique en utilisant un tableur ou du papier millimétré. ACTIVITE 1 : Découvrir les caractéristiques du poids d un corps. Définition du poids d un corps : Le poids d un corps est la manifestation de la gravitation au voisinage d une planète. Le poids d un objet situé au voisinage de la Terre est l action à distance que la Terre exerce sur lui. Il est dû à l attraction gravitationnelle que la Terre exerce sur toute la masse de l objet. 1. Sens et direction du poids. Vous disposez d un objet de forme quelconque attaché à une ficelle et d un fil à plomb suspendu à une potence. Faire passer la ficelle soutenant l objet sur la potence de sorte que la ficelle se trouve la plus proche possible du fil à plomb et maintenir l objet en suspension (voir ci-contre). Comparer la direction de la ficelle soutenant l objet et celle du fil à plomb. Lâcher maintenant la ficelle. Répondre aux questions suivantes : A quoi sert un fil à plomb dans la vie quotidienne? Que permet-il de mettre en évidence?. Lorsque la ficelle a été lâchée, selon quelle direction et dans quel sens s est effectué le mouvement de l objet sous l action de son poids?.. Conclusion : Compléter la phrase ci-dessous avec les termes suivants : bas, verticale. Le poids d un corps est une action qui s exerce suivant la.. du lieu et vers le... PIERRON 2008 Poids et masse (page 1)

2 Fiche élève 2/5 2. L intensité du poids. L intensité d un poids se mesure avec un dynamomètre (voir photo ci-contre). On note P l intensité du poids d un objet L unité légale de poids est le newton (N). Vérifier que le curseur du dynamomètre est bien devant la graduation «0» lorsqu aucun objet ne lui est accroché, sinon faire le réglage en tournant le dispositif prévu à cet effet. Accrocher l objet dont on veut connaitre le poids au dynamomètre lui-même suspendu à une potence. Attendre l immobilité et lire l intensité du poids grâce à la position de l index devant la graduation où il se trouve. Le poids de l objet est : P = Remarque : La portée d un dynamomètre correspond à la valeur maximale que l on peut mesurer avec cet appareil. Quelle est la portée du dynamomètre que vous utilisez? 3. Conclusion (à compléter) Compléter le texte ci-dessous avec les termes : dynamomètre, exerce, bas, newton, distance, verticale. Le poids d un corps situé au voisinage de la Terre est l action à. que la Terre. sur lui. Cette action s exerce selon la..du lieu et elle est dirigée vers le..son intensité se mesure à l aide d un. et s exprime en. dont le symbole est... REMARQUE IMPORTANTE Le poids d un objet, bien que s exerçant sur toute la matière le constituant, est considéré comme s appliquant en un point particulier de l objet appelé son «centre de gravité». PIERRON 2008 Poids et masse (page 2)

3 ACTIVITE 2 : Etablir la relation entre la masse et l intensité du poids d un corps. Fiche élève 3/5 1. Expérience Vous disposez d un dynamomètre et de masses marquées qui sont des objets dont les masses sont connues et notées dessus. Mesurer le poids de divers objets obtenus en combinant les masses marquées qui vous sont proposées comme indiqué dans le tableau ci-après. Faire vérifier une des 5 mesures par le professeur. Reporter les mesures dans le tableau ci-dessous. Calculer pour chaque mesure le quotient que l on appellera «g» du poids P de la masse exprimé en newtons par la valeur m de celle-ci exprimée en kilogramme. Objet Masse : m (kg) 0,2 0,4 0,5 0,6 0,8 Poids : P (N).... g = P/m (N/kg) Observations-Interprétations Compléter les phrases suivantes en utilisant les termes : différent, masse, proportionnel, le même. Le quotient «g» est.. quel que soit l objet pesé. Le poids d un objet est donc.. à sa. Sur Terre, quelle est la valeur approximative du quotient g : g Terre =. N/kg. La constante de proportionnalité g est appelée : intensité locale de la pesanteur. 3. Tracé de la courbe P =f (m). Deux possibilités sont proposées : - soit réaliser le tracé du graphique sur papier millimétré - soit entrer les données dans un tableur puis tracer la courbe P = f (m). Tracé de la courbe : Echelle : horizontalement : 1 cm 0,1 kg verticalement : 1 cm 1N PIERRON 2008 Poids et masse (page 3)

4 Courbe sur papier millimétré Fiche élève 4/5 Courbe réalisée avec tableur - Ouvrir le tableur ; - Entrer les données sur deux colonnes (masse et poids) ; - Suivre les instructions ; - Le document final obtenu sera de cette nature avec la courbe en plus! 3. Conclusion : Compléter les phrases ci-dessous : La courbe P = f(m) est une droite..ceci confirme que le poids P d un objet et sa masse m sont deux grandeurs. On peut alors écrire.. =..g avec le poids P exprimé en. (.), la masse m exprimée en ( ) et.., intensité locale de la pesanteur, exprimée en newtons/kilogrammes (..). La masse d un objet ne dépend pas du lieu où il se trouve. On dit que la masse d un corps a une valeur une constante ou encore qu elle est invariable. PIERRON 2008 Poids et masse (page 4)

5 Fiche élève 5/5 Le poids d un objet dépend du lieu où il se trouve car c est la valeur de «g» qui varie selon le lieu (c est pour cela que «g» a été appelée «intensité locale» de la pesanteur)! g à Paris = 9,81 N/kg g aux pôles = 9,83 N/kg g à l équateur = 9,78 N/kg et g diminue lorsqu on s élève en altitude. On admet souvent qu au voisinage de la Terre la valeur de g est g Terre = 10 N/ kg. ACTIVITE 3 : Poids et lieu 1. Quelques calculs Sur la Lune, l intensité de la pesanteur a pour valeur g Lune = 1,65 N/kg. Quel serait le poids P 3 Lune de l objet 3 sur la Lune? P 3 Lune = m 3.. P 3 Lune = =. N Le poids de Tintin sur la Lune est égal à P Tintin/ Lune = 115,5 N. Quelle est la masse m Tintin de Tintin sur la Lune? m Tintin =. / g Lune m Tintin = = kg Quel est le poids de Tintin sur la Terre?.. Le poids de Milou sur la Terre est égal à P Milou/Terre = 200 N. Quel est le poids de Milou sur la Lune : P Milou/Lune? P Milou/Lune =.. Il faut donc déterminer la masse de Milou, m Milou, à partir de la relation m Milou = /. m Milou = = 20 kg Détermination du poids de Milou sur la Lune P Milou/Lune =... P Milou/Lune =... =.. 2. Conclusion : Compléter les phrases ci-dessous. La masse d un corps ne. pas du lieu où on se trouve, alors que le poids d un corps avec le lieu. Dans la relation P = m..., c est qui varie selon le lieu entraînant la variation de P! PIERRON 2008 Poids et masse (page 5)

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