Chapitre 13 Le poids d un objet

Transcription

1 Plan I. Qu est-ce que le poids d un objet? 1. Analyse mécanique d une situation. 2. Définition. 3. Caractéristiques du poids d un objet. 4. Représentation graphique. II. Poids et masse. 1. Différences. 2. Existe-t-il une relation entre la masse des objets et l intensité de leur poids? Exercices corriges 7 a 15 page 116 a 117 1

2 Existe-t-il une relation entre le poids et la masse d un objet? I. Qu est-ce que le poids d un objet? 1. Analyse mécanique d une situation. La situation. Un opérateur tient une règle entre deux doigts. À un moment donné il écarte les doigts. Que se passe-t-il? La règle tombe par terre. L analyse mécanique. Quel est l état de mouvement initial de la règle? La règle est immobile Quel est l état de mouvement de la règle une fois que l opérateur a écarté ses doigts? La règle est en mouvement Y a-t-il eu modification de l état de mouvement de la règle? Oui Donc il y a eu une force qui s exerce sur la règle. Formuler une hypothèse. Qu est-ce qui est à l origine du phénomène analysé ci-dessus? C est l attraction terrestre: la terre exerce une force sur un objet place dans son voisinage. 2. Définition. On appelle POIDS d un objet la force d attraction exercée par la terre sur cet objet. Il s agit d une force a distance. Notation symbolique : P = F terre-> objet 3. Caractéristiques du poids d un objet. Droite d action ou direction - verticale Sens vers le bas (le centre de la terre) Intensité - Elle se mesure avec un dynamomètre, s exprime en N et on la note : P. Point d application situé au centre de gravité G de l objet 4. Représentation graphique. Mesurer l intensité du poids d un objet. Ci-dessous, dessiner l objet de masse 200 G (2 N) et représenter son poids P a l échelle 1 N =1 cm : 2

3 II. Poids et masse. II. Poids et masse. 1. Différences. Elle représente. Masse d un objet La quantité de matière d un corps Poids d un objet Une force exercée sur un corps Symbole m P Appareil de mesure Balance dynamomètre Unité Kg (kilogramme) N (Newton) Propriété La masse est invariable que l on soi sur terre ou ailleurs L intensité du poids varie avec le lieu, la planète. Exemple d un trousseau de clef M= 160 g = 0.16 kg Sur terre 0.16 kg Sur la lune 0.16 kg Sur terre 1.6 N Sur la lune 0.26 N ou l intensité du poids est six fois plus faible 2. Existe-t-il une relation entre la masse des objets et l intensité de leur poids? Écrire un protocole personnel. Proposer un protocole expérimental qui permet de répondre à la question posée (ce protocole est rédigé sur une feuille séparée). Remarque : dans le domaine des sciences, la recherche d une relation entre deux grandeurs passe souvent par le tracé d un graphique. Écriture d un protocole commun. Matériel Dynamomètre Masses balance Protocole On pèse avec une balance des objets de masse différente m, puis on les accroche a l extrémité du dynamomètre pour mesure leur poids P. On trace un graphique P en fonction de m 3

4 Expérimentation Résultats des mesures. Masse m (en kg) Poids P (en N) Rapport P/m Exploitation des résultats. Placer les points correspondants aux divers couples (P, m) sur un graphique. Tracer la courbe en la lissant, c est-à-dire en faisant passer le maximum de points expérimentaux par une droite. Le graphique obtenu est une droite Donc, il y a une relation de proportionnalité entre P (l intensité du poids) et m (la masse du corps). Expression mathématique de la relation mise en évidence expérimentalement. Si on désigne par g le nombre P/m qui est le coefficient directeur de la droite, la relation mise en évidence peut s écrire : P=m*g Calculer la valeur de g et déterminer l unité dans laquelle on doit l exprimer. Environ 10 Newton par mètre. Conclusion En tout lieu de l univers, il existe une relation qui lie l intensite du poids et la masse m: P=m*g Dans cette expression g désigne l intensité de la pesanteur. Sur terre g dépend du lieu (latitude, altitude, géologie ) et vaut sensiblement 9.8 N/kg 4

5 Exercices corrigés 7 a 9 page 116 5

6 Exercices corrigés 10 a 12 page 117 6

7 Exercices corrigés 13 a 15 page 117 7