Le poids
Un exemple de force : le poids
L’attraction exercée par la Terre sur un objet à cause de la gravitation est appelée le poids, souvent noté \(P\) ou \(F_P\). Il s’agit d’une force qui s’exprime donc en newtons (symbole N).
On mesure le poids avec un dynamomètre.
Le poids dépend de l’endroit où se trouve l’objet (la différence de poids est très faible selon l’endroit où l’on se trouve sur Terre, par contre, le poids change complètement sur un autre astre, comme la Lune par exemple).
Attention : il ne faut pas confondre le poids et la masse qui sont des synonymes dans le langage courant mais qui décrivent des grandeurs différentes en physique. La masse dépend de la matière (quantité et type) qui se trouve dans l’objet et ne dépend donc pas de l’endroit où il se trouve. La masse s’exprime en kilogramme (symbole kg) et se mesure avec une balance.
Lien entre poids et masse
Le poids \(P\) et la masse \(m\) sont proportionnels. Le coefficient de proportionnalité entre les deux s’appelle l’intensité de la pesanteur, notée g :
\[P = m \times g\]En représentant \(P\) en fonction de \(m\), on obtient le graphique suivant qui permet de déterminer la valeur de \(g\).
Sur Terre, g = 9,81 N/kg.
Sur la Lune
L’intensité de la pesanteur \(g_L\) sur la Lune est de 1,62 N/kg (6 fois moins que sur Terre où \(g_T\) vaut 9,81 N/kg).
Un astronaute ayant une masse \(m\) de 150 kilogrammes sur Terre (avec sa combinaison spatiale !) aurait la même masse sur la Lune (car la masse ne dépend pas de l’endroit ou l’on se trouve). Par contre son poids serait différent (il ne serait pas autant attiré par le sol). Sur la Lune, son poids serait :
\[P = m \times g_L = 150 \times 1,62 = 243\ \mathrm{N}\]C’est le même poids qu’une personne de 25 kilogrammes étant sur Terre :
\[m = P \div g_T = 243 \div 9,81 = 25\ \mathrm{kg}\]