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http://ducros.prof.free.fr Secteur Sciences – Seconde -BAC PRO 3 Ans
124.01 : Le poids, la masse Cours 1-7
Hygiène et Sécurité HS1
Leçon N°1 :
Le poids, La masse
I. Le poids d’un corps
Christophe dit à son camarade Samy : « ici, je pèse 65 kg mais si j’emportais une balance en haut de l’Himalaya, elle indiquerait une valeur inférieure. »
Samy lui répond : « c’est ça, pourquoi ne pas te peser sur la lune, tant que tu y es ? Si tu pèses 65 kg, il n’y a aucune raison pour que ça change : personne ne perd
du poids en prenant de l’altitude ! »
Et vous qu’en pensez-vous ? Lequel des deux a raison ?
Activité 1 : Pour chaque question donner la réponse qui vous semble exacte.
1. L’unité de masse du système international est :
déformable
le kilogramme (kg)
de forme régulière
le newton (N) 4. Pour mesurer une masse, on utilise :
le gramme (g)
un dynamomètre
2. L’unité de poids du système international est :
une balance
le kilogramme (kg)
une règle
le newton (N) 5. Pour mesurer un poids, on utilise :
le gramme (g)
un dynamomètre
3. Un solide est un corps :
une balance
indéformable
une règle
Activité 2 : caractéristiques du poids
Direction :
Sens :
Valeur : (Mesurée au dynamomètre)
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124.01 : Le poids, la masse Cours 2-7
Activité 3 : relation entre la masse et le poids Matériel :
Solides
Balance
Dynamomètre
Ordinateur avec tableur-grapheur
a. Ouvrir le logiciel EXCEL et reproduire le tableau ci-contre :
b. Mesurer la masse de chaque solide, la convertir en kilogrammes et compléter la deuxième ligne du tableau.
c. Suspendre chaque objet à l’extrémité du dynamomètre afin de mesurer son poids et compléter la troisième ligne du tableau.
d. Saisir les deux dernières lignes du tableau et sélectionnerInsertion dans la barre de menu du logiciel puis Nuage de points avec
courbe lissée et marqueurs
e. Les grandeurs et sont-elles proportionnelles ? Justifier la réponse.
f. Cliquer droit sur la courbe obtenue et sélectionnerAjouter une courbe de tendance, puis cocherLinéaire et Afficher l’équation sur le graphique. On obtient :
y = ……… x
g. Quelle est la valeur du coefficient de proportionnalité entre et ? Comparer cette valeur à celle du champ de pesanteur .
CONCLUSION Le poids d’un corps est l’action à distance que la Terre exerce sur ce corps.
Les caractéristiques du poids d’un solide sont :
le point d’application : centre de gravité du solide ;
la droite d’action (ou direction) : la verticale passant par ;
le sens : du haut vers le bas ;
la valeur mesurée en newton (N) avec un dynamomètre
L’origine correspond au centre de gravité ; La direction et le sens sont ceux du poids ; La longueur est proportionnelle à la valeur du poids. Entre le poids et la masse il existe la relation :
(N) (kg) (N/kg)
La masse d’un corps est la quantité de matière contenue dans ce corps.
est l’intensité de la pesanteur. En France kg/N.
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124.01 : Le poids, la masse Cours 3-7
Activité 4 : Un pèse-personne est réglé pour donner, en France, une valeur, en kg, représentant 10,2% du poids qu’il mesure.Effectuer les calculs permettant de compléter le tableau ci-dessous.
Cas Lieu Masse
(kg)
Intensité de la
pesanteur (N/kg)
Poids apparent (N)
Indication du pèse-personne
(kg)
1
Paris (France)
65 9,81 637,65 65,04
2
Mont Everest (frontière Chine – Népal)
65 9,75 635,05 64,78
3
Plage de Macapá (Brésil)
65 9,77 633,75 64,64
4
Surface de la Lune
1,62 105,3 10,74
5
Surface de Mars
3,71 241,15 24,60
RÉPONSE A LA QUESTION (SUGGESTION)
Christophe a raison de dire que la balance indiquerait une valeur légèrement inférieure.
Samy devrait dire : « on ne perd pas de masse en changeant d’altitude ». Samy a tendance à confondre la masse et le poids.
Pour ce qui est des valeurs extraterrestres, ce n’est pas une question d’altitude mais de la masse et du rayon de l’astre considéré qui
définissent la valeur de .
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124.01 : Le poids, la masse Cours 4-7
II. Détermination du centre de gravité d’un solide
QUESTION
Un cône en fer plein est coupé en deux et repose sur sa plus grande base.
Comment se déplace son centre de gravité quand on retourne le cône :
vers sa plus petite base ou vers sa plus grande base ?
Activité 5 : comment déterminer le centre de gravité d’un solide ?
Matériel :
Un solide plat de forme quelconque
Du fil
Des crochets
Une potence
1. Suspendre, à l’aide d’un fil accroché à la potence en un point B, le solide par un de ses
points A. Par le même point B, accrocher un fil à plomb.
2. Attendre la stabilisation. Sur le solide, tracer le segment correspondant à la position du fil à
plomb.
3. Recommencer en suspendant le solide par d’autres points B et C.
4. Rédiger une phrase de conclusion suite à ces manipulations.
Montrer le centre de gravité d’un marteau. Raisonner sur différents solides. Faire dessiner les
différents solides et les éléments de symétrie.
CONCLUSION
Le centre de gravité d’un solide est le point d’application de son poids.
Si un objet homogène présente un axe, un plan ou un centre de symétrie, son centre de gravité appartient à cet élément de
symétrie.
(dessiner les éléments de symétrie de solides usuels).
Sur une charge non homogène, le centre de symétrie est décalé vers la zone la plus lourde (exemple du marteau).
RÉPONSE A LA QUESTION (SUGGESTION)
Le centre de gravité de change pas de position à l’intérieur du cône coupé. C’est la propriété du centre de gravité : sa position se déduit
uniquement de la répartition des masses à l’intérieur de l’objet et ne change pas avec le déplacement de l’objet.
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124.01 : Le poids, la masse Cours 5-7
Activé 6 : étude de documents
Document 1 : dans quelles conditions le solide risque-t-il de basculer ?
Un solide bascule dès que la verticale de G sort de la base de
sustentation qui est ici, le quadrilatère ABCD
Document 2 : quelles sont les conditions de stabilisation de la charge ?
Lors du déplacement, la charge doit être en position basse.
Les stabilisateurs augmentent l’aire de la base de sustentation.
CONCLUSION
Un objet posé sur un plan horizontal est en équilibre si la verticale passant par son centre de gravité coupe la base de sustentation ou
polygone de sustentation. Son équilibre est d’autant plus stable que son centre de gravité est bas et que l’aitre de sa base de sustentation
est plus grande.
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124.01 : Le poids, la masse Cours 6-7
NOM : PRÉNOM : CLASSE :
TEST DE LEÇON
Entourer la (ou les) bonne(s) réponse(s)
a b c
1. Le centre de gravité
d’un solide est le point
d’application…
de sa masse. de son poids. du volume.
2. La droite d’action (ou
direction) du poids d’un
solide est…
oblique. horizontale. verticale.
3. Le sens du poids d’un
solide est… de bas en haut. de gauche à droite. du haut vers le bas.
4. La valeur du poids
d’un solide s’exprime
en…
kilogramme. newton. newton par kilogramme.
5. La valeur du poids
d’un corps se mesure
avec…
une balance. un dynamomètre un fil à plomb.
6. L’intensité de la
pesanteur s’exprime
en …
kilogramme. newton. newton par kilogramme.
7. À Paris, l’intensité de
la pesanteur notée en unités du S.I.
vaut…
9,81 9,75 3,71
8. La relation entre le
poids et la masse d’un
solide est…
EXERCICES Exercice 1
En 2004, la sonde américaine Delta a déposé sur la planète Mars un engin
mobile muni d’appareils d’observation et de mesure.
Sa masse sur la terre est de 1 800 kg.
1. Calculer son poids sur la terre
2. Quelle sera sa masse sur Mars ?
3. L’intensité de la pesanteur sur la planète Mars est de 3,71 N/kg.
Calculer le poids de la sonde sur cette planète
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124.01 : Le poids, la masse Cours 7-7
Exercice 2 Avant de confirmer la commande d’un appareil de mesure de haute technologie, un chef d’entreprise travaillant
dans l’industrie chimique souhaite s’assurer que la paillasse dont il dispose pourra supporter cet appareil.
Il demande à son fournisseur : « quel est le poids de cet appareil ? »
Le fournisseur lui répond : « 35 kilos ».
Ces deux interlocuteurs ont employé, lors de cet échange, des expressions largement utilisées dans le langage
courant mais incorrectes d’un point de vue scientifique.
1. Le terme « kilos » est incorrect. Quel terme le fournisseur voulait-il employer ?
2. Calculer le poids de l’appareil.
3. Compléter la phrase à l’aide d’un des mots suivants : masse – force – intensité.
Le poids est une………………..
4. Compléter le tableau des caractéristiques du poids exercé sur l’appareil de mesure.
Poids Point d’application Droite d’action Sens Valeur
Exercice 3 Une brique homogène ayant la forme d’un parallélépipède rectangle reste en équilibre sur un plan incliné faisant
angle de 30 ° avec l’horizontale. Sa masse g.
1. Quel est le poids de la brique sachant que l’intensité de la pesanteur est ?
2. Tracer le tableau des caractéristiques du poids de la brique.
3. Représenter le poids de la brique à l’échelle 1 cm pour 2 N.
Exercice 4
Comparer la stabilité des équilibres du guéridon et de la table. Justifier.
