Poids, Masse et Forces
Caractérisation des forces, distinction masse vs poids, relation $P = m \cdot g$ et étalonnage du dynamomètre.
I Les Actions Mécaniques & la Notion de Force
Modélisation d'une Force
Une action mécanique exercée par un objet sur un autre est modélisée par un vecteur force $\vec{F}$. Une force est caractérisée par 4 éléments indissociables :
Unité et Représentation à l'Échelle
L'intensité d'une force s'exprime en Newtons (symbole : N). Sur un schéma mécanique, la longueur de la flèche du vecteur force est proportionnelle à son intensité selon une échelle choisie (ex: $1\text{ cm} \leftrightarrow 100\text{ N}$).
II Distinction Fondamentale entre Masse et Poids
- • Représente la quantité de matière d'un corps.
- • Est INVARIABLE (identique sur Terre, la Lune ou l'espace).
- • S'exprime en kilogrammes (kg).
- • Se mesure avec une BALANCE.
- • Est la force d'attraction gravitationnelle de la Terre sur l'objet.
- • Est VARIABLE selon l'astre et l'altitude.
- • S'exprime en Newtons (N).
- • Se mesure avec un DYNAMOMÈTRE.
III Relation Fondamentale $P = m \cdot g$
Formule du Poids
L'intensité du Poids $P$ d'un corps de masse $m$ est proportionnelle à l'intensité de la pesanteur $g$ du lieu :
Valeurs de l'Intensité de Pesanteur $g$
- • Sur la Terre : $g_{Terre} \approx 9{,}81\text{ N/kg}$ (parfois arrondi à $10\text{ N/kg}$ en calcul rapide).
- • Sur la Lune : $g_{Lune} \approx 1{,}62\text{ N/kg}$ (pesanteur 6 fois plus faible que sur Terre).
IV Principe et Étalonnage du Dynamomètre
Loi d'Étalonnage (Loi de Hooke)
Un dynamomètre utilise l'allongement d'un ressort hélicoïdal en acier. L'allongement $\Delta L$ du ressort est directement proportionnel à la force $F$ exercée sur son crochet :
Synthèse Mémorisation • Formulaire A4
$P = m \cdot g$
$P$ (N), $m$ (kg), $g$ (N/kg)
$m = \frac{P}{g}$ | $g = \frac{P}{m}$
Calculs inverses
Vertical vers le bas
Appliqué au centre $G$