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Relation mathématique entre le poids d'un corps, sa masse et l'intensité de la P = m x g, puis m = P / g afin de visualiser l'effet sur la valeur du poids du corps
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Définition : On appelle poids d'un corps, l'attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur ce corps lorsqu'il est situé dans son voisinage Expérience : On
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Le poids d'un corps est l'action à distance exercée par la Terre sur un objet situé dans son voisinage 2) Direction et sens du poids Tout corps lâché sans vitesse
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o Déterminer les caractéristiques du poids d'un corps o Savoir mesurer la valeur un poids o Etablir une relation entre le poids et la masse d'un objet o Tracer un
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Classe de troisième - Chapitre M2
1M2 POIDS ET MASSE D"UN CORPS
Introduction :
Nous avons vu au chapitre précédent que la Terre exerce une action attractive à distance sur les objets. Au voisinage de sa surface, cette action est appelée " poids ». Quelle en sont les caractéristiques ?Quelle relation la lie à la masse ?
I - Caractéristiques qualitatives du poids
Animation flash " poids », point n°1
1) Définition
Le poids d"un corps est l"action à distance exercée par la Terre sur un objet situé dans son
voisinage.2) Direction et sens du poids
Tout corps lâché sans vitesse initiale tombe vers le bas ! Comment prouver que la trajectoire qu"il adopte est verticale ?Propositions d"expériences élèves
Expérience :
On suspend un petit objet par un fil relié à une potence. A l"aide d"un fil à plomb, on repère au sol le point situé à la verticale de l"objet. On place un bout de craie sur ce repère. On brûle le fil relié à l"objet et on observe son lieu d"impact sur le sol.Observation :
L"objet tombe sur la craie (placée sur sa verticale).Conclusion :
Le poids d"un corps est une action qui s"exerce verticalement vers le bas.Classe de troisième - Chapitre M2
2II - Valeur du poids
1) Différence entre poids et masse
La masse représente la quantité de matière contenue dans un objet. On la mesure avec une balance. Son unité dans le système international est le kilogramme (kg). (Doc A p28) On mesure le poids d"un objet avec un dynamomètre. Le poids s"exprime en Newton (N). (Docs B & C p29)2) Relation entre poids et masse
TP n°2 de mécanique - Démarche d"investigation " Quel bond ! »Expérience :
On suspend plusieurs masses marquées à un dynamomètre. Pour chaque masse, on relève la valeur de son poids. On note les résultats dans le tableau ci-dessous :Masse m (g) 50 100 200 300 400 500
Masse m (kg)
Poids P (N)
Observation :
Le rapport
est constant et égal à 10 N/kg.Conclusion :
Le poids P et la masse m d"un objet sont proportionnels : P = 10 x m.Cas général :
Le rapport est appelé " intensité de pesanteur ». De quoi dépend-il ? Répondre à cette question à l"aide du document suivant :Exercice : tracer le graphique P=f(m)
Échelle : 1 cm
® 0,05 kg en abscisse
1cm ® 0,5 N en ordonnée
Classe de troisième - Chapitre M2
3Le rapport
est fonction du lieu où l"on se trouve. Il est appelé " intensité de pesanteur » et noté " g ».La relation de proportionnalité entre le poids P et la masse m d"un corps se traduit
mathématiquement par :Remarques :
· La valeur approchée de l"intensité de pesanteur sur Terre est 10 N/kg. · Ne pas confondre l"intensité de pesanteur et le symbole du gramme. Tous deux se notent " g » !! avec P en newtons (N) m en kilogrammes (kg) g en newtons par kilogramme (N/kg ou N.kg -1)Exercices n°8 p36, n°13 p37 et n°15 p38
Classe de troisième - Chapitre M2
4 III - Aspect énergétique de la chute d"un corpsAnimation Flash EDF " hydro-centrale »
D"où vient l"énergie électrique recueillie à la sortie d"une centrale hydraulique ? (Rappel de
chimie : l"énergie ne peut pas être créée, elle est convertie). ® L"eau contient de l"énergie qui est convertie en énergie par le couple {turbine- alternateur}.Quel est le rôle des conduites forcées ?
® Elles permettent à l"eau d"acquérir une vitesse et donc une énergie suffisante pour faire
tourner la turbine. Cette énergie est appelée énergie cinétique (= relative au mouvement).
D"où provient cette énergie cinétique ?
® Elle était contenue dans l"eau du lac de retenue sous forme d"énergie (potentielle) de position : c"est l"énergie due au poids de l"eau.Un objet possède :
- Une énergie de position , notée EP, au voisinage de la Terre : il est capable de chuter du fait de son poids. - Une énergie cinétique , notée EC, liée à sa vitesse. La somme de ces énergies de position et cinétique constitue son énergie mécanique : EM = EP + EC
Au cours de sa chute, l"énergie de position d"un objet est convertie en énergie cinétique mais
son énergie mécanique reste constante.