POIDS ET MASSE CORRIGES DES EXERCICES. 1) On appelle poids d'un objet l'action attractive exercée par la Terre sur cet objet.

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1 POIDS ET MASSE CORRIGES DES EXERCICES Exercice n 5 page 191 1) On appelle poids d'un objet l'action attractive exercée par la Terre sur cet objet. 2) Cette attraction est due au phénomène de gravitation. Exercice n 6 page 191 Un objet tombe vers le sol quand on le lâche car il subit son poids: C'est l'action attractive exercée par la Terre sur cet objet. Exercice n 7 page 191 1) La direction du poids est la verticale. 2) Le poids est dirigé vers le bas. 3) Le poids se mesure avec un dynamomètre. 4) Le poids s'exprime en newton, de symbole N. Exercice n 8 page 191 1) b. P = m. g ; c. m = P/g ; d. g = p/m 2) P est le poids de l'objet, m est la masse de l'objet et g est l'intensité de la pesanteur. 3) P s'exprime en newton (N), m s'exprime en kilogramme (kg) et g en newton par kilogramme (N/kg). Exercice n 9 page 191 Le cartable d'amandine de masse 4 kg a un poids de : P = m. g = 4 x10 = 40 N : réponse c. 1

2 Exercice n 10 page 192 1) Le dynamomètre mesure le poids d'un objet. 2) Le poids d'un objet est égal au produit de sa masse par l'intensité de la pesanteur : p = m. g. 3) P s'exprime en newton (N), m en kilogramme (kg) et g en newton par kilogramme (N/kg). 4) La masse se calcule par la formule m = P/g d'où 1,5 : 10 = 0,15 kg soit 150 g. Exercice n 11 page 192 Niveau rouge 1) Le poids du robot, sur la planète Mars, est l'action attractive que Mars exerce sur lui. 2) Sur la Terre, le poids du robot est P = m. g = 10,6 x 10 =106 N 3) Sur Mars, la masse du robot est de 10,6 kg. 4) Le poids du robot sur Mars est différent de celui sur la Terre car les deux planètes n'ont pas la même intensité de la pesanteur. 5) Sur Mars, le poids du robot est P = m x g = 10,6 x 3,7 = 39,2 N Niveau vert 1) a- La planète Mars exerce une attraction sur le robot car celui-ci se trouve sur cette planète. b- Cette attraction se nomme gravitation. 2) P = m x g : le poids d'un objet est égal au produit de sa masse par l'intensité de la pesanteur. P s'exprime en newton (N), m en kilogramme (kg) et g en newton par kilogramme (N/kg). 3) Sur Terre, le poids du robot est p = m x g = 10,6 x 10 = 106 N 4) Sur Mars, le poids du robot est p = m x g = 10,6 x 3,7 = 39,2 N 2

3 Exercice n 12 page 193 Lorsqu'un objet est au voisinage de la Terre, il subit une attraction exercée par la Terre appelée gravitation. On est donc soumis à la gravitation lorsqu'on est assis sur une chaise, lorsqu'on saute du plongeoir, lorsqu'on saute un obstacle et lorsqu'on nage. Toutes les réponses sont justes. Exercice n 13 page 193 1) Le satellite Météosat est soumis à l'attraction exercée par la Terre. 2) Cette action garde toujours la même valeur car l'altitude du satellite reste constante et égale à km. Exercice n 14 page 193 a) Un objet sur la Lune a la même masse que sur la Terre. b) On objet sur la Lune pèse moins car l'intensité de la pesanteur lunaire est plus faible. Exercice n 15 page 193 1) Leïla doit utiliser la relation g = P/m avec P en newton et m en kilogramme. 2) g = P/m = 3,4 : 0.34 = 10 N/kg. Exercice n 16 page 193 Poids Masse Puissance Intensité de la pesanteur kg N N/kg W Exercice n 17 page 193 Une bille a une masse de 150 g. 1) Quelle est la relation entre poids et masse? 2) Exprime la masse de la bille en kilogramme. 3) Calcule le poids de la bille avec g = 10 N/kg. 3

4 Exercice n 18 page 193 1) Le symbole du kilogramme est mal écrit (kg). Cette valeur ne correspond pas au poids de l'objet. 2) Masse de l'objet = 30 kg. Exercice n 19 page 193 1) Le poids du colis placé au niveau du sol de Paris vaut : P = m x g = 1,42 x 9,81 = 13,93 N. Le poids du colis placé au Pôle Nord vaut : P = 1,42 x 9,83 = 13,96 N. Le poids du colis placé à l'équateur vaut : P = 1,42 x 9,78 = 13,89 N. 2) La valeur de g dépend de la distance au centre de la Terre (g diminue lorsqu'on s'éloigne du centre de la Terre). Comme celle-ci n'est pas parfaitement sphérique, g varie à sa surface. La Terre a la forme d'un géoïde (sphère aplatie aux pôles), à l'équateur g est plus petit qu'aux pôles. Exercice n 20 page 194 Calculons la valeur de g sur Mars : g = 10 : 3 = 3,33 N/kg. D'après la relation P = m x g on a m = P/g soit m = 6 : 3,33 = 1,8 kg. Exercice n 21 page 194 1) 2) D'après le schéma, on pourrait penser que les habitants de la ville C ont la tête en bas. Il n'en est rien. En fait, ils ne peuvent pas tomber car la Terre exerce sur eux une action attractive. Cette action est dirigée vers le centre de la Terre. 4

5 3) Si on lâche un objet du haut d'un immeuble dans la ville B, il va tomber vers le sol car, en tout point, la Terre exerce une action sur les corps, le poids. Cette action est verticale, dirigée vers le centre de la Terre. Exercice n 22 page 193 La décantation utilise la gravitation car, dans un mélange hétérogène qui décante, les particules solides en suspension subissent leur poids et descendent au fond du récipient. Exercice n 23 page 193 Christophe a raison car sa mère confonds poids et masse. Dans le langage courant, le mot poids est mal utilisé. Exercice n 24 page : faux 2 : faux 3 : faux 4 : faux Exercice n 25 page 193 1) Au sol, l'intensité de la pesanteur g vaut 10 N/kg. A 380 km d'altitude, g vaut donc 9 N/kg. 2) A 380 km d'altitude, la valeur de g n'est pas nulle donc la station et la Terre sont en interaction gravitationnelle. 3) Le poids de la station n'est pas nul car g n'est pas nul. Exercice n 26 page 195 Le capitaine Haddock saute plus facilement sur la Lune que sur la Terre car son poids est plus faible. La Lune exerce une action plus faible que la Terre sur le capitaine. Soit m la masse du capitaine. Sur Terre, son poids est de 10 m, alors que sur la Lune il est de 1,7 m. En faisant le rapport, on constate que son poids est six fois plus faible sur la Lune que sur la Terre. 5

6 Exercice n 27 page 195 1) Pour simuler la gravité lunaire, Fanny doit placer six fois moins de sable dans cette boite que dans la boite "Terre". La boite "Terre" contient 1 kg soit 1000 g. La boite "Lune" doit donc contenir 1000 : 6 = 167 g. 2) La boite "Mars" doit contenir 1000 : 2,6 = 385 g. 3) Pour réaliser sa simulation, Fanny doit utiliser une balance. Exercice n 28 page 195 1) La fusée et l'astronaute sont posés sur le sol. Ils subissent donc la gravité de la Lune. 2) Le poids sur la Lune est différent de celui sur la Terre car ces deux astres n'ont pas la même intensité de la pesanteur. 3) La gravité terrestre est six fois plus élevée que la gravité lunaire. Le module ne serait pas assez puissant pour échapper à la gravité terrestre. Exercice n 29 page 195 1) Mars exerce une action attractive (la gravitation) sur les satellites Phobos et Deimos. 2) a- Une sonde posée sur Mars a la même masse que sur la Terre car la masse correspond à la quantité de matière qui compose l'objet. La masse ne dépend pas du lieu de la mesure. b- Une sonde posée sur Mars n'aura pas le même poids que sur Terre car le poids est l'action exercée par la planète sur la sonde. Le poids dépend du lieu de la mesure, c'est-àdire de l'intensité de la pesanteur du lieu. 3) La couleur de la planète est due à le présence d'oxyde de fer à sa surface. 4) Mars est le dieu de la guerre dans la mythologie romaine. La couleur rouge de la surface de Mars rappelle celle du sang versé durant les batailles. Le nom de la planète mars est probablement lié à sa couleur. Exercice n 1 page 207 L'énergie de mouvement est appelée énergie cinétique. Lorsqu'un objet tombe, il perd de l'énergie de position. Si sa vitesse augmente au cours de sa chute, alors l'objet gagne de l'énergie cinétique. La somme de l'énergie cinétique et de l'énergie de position constitue l'énergie mécanique de l'objet. 6

7 Exercice n 2 page 207 1) a- L'eau contenue dans un barrage est un réservoir d'énergie car cette énergie est à l'origine de l'énergie électrique fournie. b- C'est de l'énergie de position qu'il s'agit. 2) Dans la conduite forcée, l'eau perd de l'énergie de position et gagne de l'énergie cinétique. 7