Le poids et la masse d'un objet

I. Définitions

• Le poids est une force d'attraction gravitationnelle exercée par un astre (comme la Terre) sur un objet ayant une masse.

• Il ne faut pas confondre le poids et la masse : le poids est une force et s'exprime en Newton (N) alors que la masse est une caractéristique propre à chaque objet, liée à sa composition en atomes, qui s'exprime en kilogramme (kg).

II. Lien entre le poids P et la masse m

• Pour connaître la correspondance entre le poids (terrestre) et la masse d'un objet, on réalise l'expérience suivante :

Dynamomètre et masselotte

Masselotte à peser

Pour plusieurs masselottes différentes, on relève la masse m indiquée sur la balance ainsi que la force P exercée sur le dynamomètre. On regroupe les valeurs sur le graphique suivant :

On constate que la fonction P = f(m) est linéaire puisque la droite passe par l'origine. Le coefficient directeur est ici 9,81 : la relation entre le poids et la masse est donc P = 9,81 × m.

• Le coefficient directeur est appelé accélération de la pesanteur (ou intensité de la pesanteur) et il est noté g. Sur la Terre, g = 9,81 m/s² (autre unité : N/kg).

III. Pesanteur

• L'accélération de la pesanteur dépend des dimensions et de la masse de l'astre sur lequel on mesure le poids d'un objet. Par exemple : sur la Terre : g _(Terre) = 9,81 N/kg et sur la Lune : g _(Lune) = 1,62 N/kg. La pesanteur sur la Lune est six fois moindre que sur la Terre !

• Si on prend un objet de masse 50 kg, c'est son poids (et non sa masse !) qui diminue lorsqu'on le transporte de la Terre à la Lune. En effet :

Poids sur la Terre : P _T = m × g _(Terre) = 50 × 9,81 = 491 N ;
Poids sur la Lune : P _L = m × g_(Lune) = 50 × 1,62 = 81 N.