III) Quelle est la relation entre la masse et le poids ?
Objectif du TP : Le but du TP sera de déterminer la relation sur la planète Terre entre la masse et le poids d'un objet.
I) Mesure de masse et de poids : I-1) Mesure de la masse d'un objet :
La masse m d'un objet est une grandeur physique universelle qui se mesure en kilogrammes (kg) à l'aide d'une balance.
A l'aide de la balance fournie, mesurer la masse d'un objet quelconque. Noter la valeur trouvée : Objet (
masse marquée 200
) : m =200 g
I-2) Mesure du poids d'un objet :
Le poids P d'un objet est une force qui se mesure en newton (N) à l'aide d'un dynamomètre.
Le dynamomètre est constitué d'un ressort relié à une jauge sur laquelle on peut accrocher divers objets par le biais d'un crochet. En fonction de la position de la jauge, on peut lire la valeur du poids de l'objet sur la graduation du dynamomètre.
A l'aide du dynamomètre, mesurer le poids d'un objet quelconque.
Objet (
masse marquée 200
) : P =2 N
II) Relation entre la masse et le poids sur Terre :
• En utilisant les masses marquées, ou divers autres objets, mesurer à chaque fois la masse et le poids de ces objets. Compléter le tableau de mesures ci-dessous.
Objet ou valeur de
la masse marquée
2 5 10 20 50 100 200
Masse m en kg
0,002 0,005 0,01 0,02 0,05 0,1 0,2
Poids P en N
0,02 0,05 0,1 0,2 0,5 0,95 2
• Tracer sur une feuille de papier millimétrée la courbe du poids en fonction de la masse (P = f(m)). On placera le poids en ordonnée et la masse en abscisse.
Affichage de la masse en grammes (g)
Bouton on-off
Bouton TARE qui permet de remettre a zéro la balance après y avoir déposé un objet.
Ressort Jauge Graduations
Crochet
Voir le corrigé de la courbe
• Questions :
1- Comment varie le poids lorsque la masse augmente ?
Le poids augmente lorsque la masse augmente.
2- Quelle est la forme de la courbe du poids en fonction de la masse ?
La courbe du poids en fonction de la masse est une droite qui passe par l'origine.
3- Que peut-on en déduire ?
On en déduit que le poids est proportionnel à la masse.
4- Calculer pour chacune des mesures le rapport P
m . Comment varie-t-il ?
Le rapport
mPest constant et vaut 10.
5- Le coefficient de proportionnalité, désigné par la lettre g, est appelé intensité de la pesanteur.
Écrire l'expression du poids P en fonction de la masse m et de l'intensité de la pesanteur g.
L'expression de P est P = m×g
6- En déduire la valeur numérique de g.
On en déduit que g = 10
Conclusion :
Le poids P d'un objet se mesure en newton (N) à l'aide d'un dynamomètre, alors que la masse m se mesure en kilogramme (kg) à l'aide d'une balance.
En un lieu donné, le poids d'un objet est proportionnel à sa masse : P = m×g g est l'intensité de la pesanteur et s'exprime en N/kg
Astre Terre Lune Vénus Mars
g (N/kg) 9,8 1,6 8,3 3,6
