Fiche de révision · Physique-chimie 3eGravitation et poids
2e trimestre · chapitre 8 sur 13
Tous les objets ayant une masse s'attirent : c'est la gravitation, et le poids en est l'effet d'un astre sur un objet proche.
L'essentiel à retenir
- Gravitation : attraction à distance
- Plus forte si les masses augmentent, plus faible si la distance augmente
- Poids : vertical, vers le bas
- P = m × g
- Masse en kg, poids en N
La leçon
1. L'interaction gravitationnelle
La gravitation est une interaction attractive à distance entre deux objets ayant une masse. Comme toute interaction, elle est réciproque : A attire B et B attire A, avec des forces de même valeur.
Exemple
La Terre attire la Lune, et la Lune attire la Terre avec une force de même valeur.
2. La force de gravitation
La force est d'autant plus grande que les masses sont grandes. Elle est d'autant plus faible que la distance d entre les centres des objets est grande. Comme d est au carré, si d double, F est divisée par 2² = 4.
F = G × (m_A × m_B) / d²
Exemple
Deux boules de 1 kg dont les centres sont à 1 m l'un de l'autre : F = 6,67 × 10⁻¹¹ × (1 × 1) / 1² = 6,67 × 10⁻¹¹ N, une force minuscule.
3. Planètes et satellites
La gravitation explique le mouvement des planètes autour du Soleil, et celui de la Lune ou des satellites autour de la Terre. Sans gravitation, un satellite partirait en ligne droite. L'attraction de la Terre courbe sa trajectoire et le maintient sur son orbite.
Exemple
La Terre tourne autour du Soleil en un an, retenue par l'attraction du Soleil.
4. Le poids et ses caractéristiques
Le poids P est la force d'attraction exercée par la Terre, ou un autre astre, sur un objet situé à sa surface ou à proximité. Il s'applique au centre de gravité de l'objet. Sa direction est verticale et son sens vers le bas, vers le centre de la Terre.
Exemple
Un fil à plomb indique la verticale : il est tendu par le poids de la masse accrochée à son bout.
5. La relation P = m × g
g est l'intensité de pesanteur, en N/kg ; elle dépend de l'astre. Sur Terre g ≈ 9,8 N/kg (souvent arrondi à 10 N/kg), sur la Lune g ≈ 1,6 N/kg, sur Mars g ≈ 3,7 N/kg, sur Jupiter g ≈ 25 N/kg. En un lieu donné, poids et masse sont proportionnels : le graphique de P en fonction de m est une droite qui passe par l'origine.
P = m × g
Exemple
m = 50 kg et g = 9,8 N/kg : P = 50 × 9,8 = 490 N.
6. Ne pas confondre masse et poids
La masse se mesure en kg avec une balance ; elle ne dépend pas du lieu. Le poids est une force : il se mesure en N avec un dynamomètre et il dépend du lieu, à travers g.
Exemple
Un astronaute de 80 kg pèse P = 80 × 9,8 = 784 N sur Terre et P = 80 × 1,6 = 128 N sur la Lune ; sa masse reste 80 kg.
La méthode
Comment calculer un poids
- Convertis la masse en kilogrammes : 500 g = 0,5 kg.
- Choisis la valeur de g du lieu (sur Terre, 9,8 ou 10 N/kg selon l'énoncé).
- Applique P = m × g et écris le résultat en newtons.
- Pour retrouver une masse à partir d'un poids, utilise m = P / g.
Pièges à éviter
- « Je pèse 50 kg » est faux en physique : 50 kg est ta masse, ton poids sur Terre vaut environ 490 N.
- Convertis les grammes en kilogrammes avant d'utiliser P = m × g : 200 g = 0,2 kg.
- Si la distance double, la force de gravitation n'est pas divisée par 2 mais par 4, car d est au carré.
Vocabulaire
- Gravitation
- Attraction à distance entre deux objets ayant une masse.
- Poids
- Force d'attraction exercée par un astre sur un objet proche.
- Masse
- Grandeur qui caractérise la matière d'un objet, en kg ; elle ne dépend pas du lieu.
- Intensité de pesanteur g
- Coefficient en N/kg qui relie poids et masse.
- Orbite
- Trajectoire d'une planète ou d'un satellite autour d'un astre.
Teste-toi
3 questions pour vérifier, corrigées tout de suite.
Flashcards
Essaie de répondre avant d'ouvrir la carte.
Qu'est-ce que la gravitation ?
Une interaction attractive, à distance, entre deux objets qui ont une masse.
De quoi dépend la force de gravitation entre deux objets ?
Elle augmente avec leurs masses et diminue quand la distance entre eux augmente.
Pourquoi la Lune tourne-t-elle autour de la Terre ?
La Terre l'attire par gravitation : cette attraction courbe sa trajectoire, qui serait sinon une ligne droite.
La suite dans Réviz
4 autres questions, 5 autres flashcards, la carte mentale du chapitre, et ce qui coince qui revient au bon moment jusqu'au contrôle.
Ce que le programme attend
- Décrire l'interaction gravitationnelle entre deux objets
- Utiliser l'expression de la force de gravitation et ses facteurs d'influence
- Expliquer le mouvement des planètes et satellites par la gravitation
- Définir le poids et ses caractéristiques
- Utiliser la relation P = m × g
- Distinguer masse et poids
Référence : Programme du cycle 4 de physique-chimie (BO spécial n°11 du 26/11/2015, ajusté BO n°31 du 30/07/2020). Une erreur dans cette fiche ? Signale-la, elle sera corrigée.