PREMIERE PARTIE: De la gravitation à l’énergie mécanique Troisièmes collège Lamartine Hondschoote PREMIERE PARTIE: De la gravitation à l’énergie mécanique Chapitre 2 Le Poids et la masse Mr Malfoy

Øla définition du poids d’un corps distinguer le poids et la masse Je dois savoir Øla définition du poids d’un corps distinguer le poids et la masse la relation P = m x g

Animation du CEA (la gravitation) Je peux m’aider: Animation du CEA (la gravitation) Site physique collège (Différence entre Masse et poids) Site physique collège (relation entre masse et poids) Site physique collège(exercices corrigés)

Quel instrument mesure: le poids? La masse? I Introduction Quelles sont les caractéristiques de l’action exercée par la terre sur des corps en chute libre? (Doc1) (vidéo) Doc2 Quel instrument mesure: le poids? La masse? Le dynamomètre La balance

I Introduction (suite) Pourquoi l’homme fait il de grands pas sur la lune ? (doc3) (vidéo) doc4 En haut du barrage l’eau semble immobile en bas elle met des turbines en mouvement D’où vient l’énergie produite ?

1) expérience II) Le poids d’un objet doc5 au moment ou le fil brûle quelle est la force qui s’exerce sur l’objet ? Quelle est la direction de cette force? Quel est le sens de cette force ? La seule force qui s’exerce est l’attraction gravitationnelle Cette force s’exerce suivant la direction verticale Cette force s’applique vers le centre de la terre

2) Définitions Le poids est le résultat de l’attraction d’une planète (la terre par exemple): c’est une force qui s’applique au centre de gravité d’un objet Le poids est dirigé suivant la verticale du lieu et vers le bas. Le poids se mesure en Newton à l’aide d’un dynamomètre

3) Relation entre poids et masse (voir TP) A l’aide du matériel dont tu dispose ou de l’animation du site physique collège Complète le tableau ci-dessous masse (Kg) 0,05 0.1 0.2 0.3 0.4   Poids (N) P/m (N/Kg) 0.5 1 2 3 4 10 10 10 10 10 Que peut on en conclure sur le rapport P/m ? Le rapport P/m est une constante

reporte les points de mesure sur le graphique et trace. 0,050 O masse (Kg) 0.5 Poids (N) Que peut on en conclure pour les deux grandeurs représentées ? (voir cours de mathématiques) Ce graphique (droite passant par l’origine) montre que les deux grandeurs poids et masse sont proportionnelles !

La relation entre le poids et la masse est donc : P = m × g (avec g = 9,81) En Newton (N) En N/kg En kilogramme (kg)

Je cherche P  je cache P et je lis P = m x g P = m x g Je cherche m  je cache m et je lis m = P / g Je cherche g  je cache g et je lis g = P / m

III) La distinction entre le poids et la masse Animation physique collège Si ta masse est de 55,0 Kg, calcul ton poids sur différentes planètes (doc6): Astre Terre Lune Jupiter Vénus Mars g (N/Kg) 9,81 1,60 23,1 8,30 3,60 Poids (N)   539,5 88,0 1270,5 456,5 198

Attention : la masse est une quantité de matière La masse est invariable (elle ne dépend pas du lieu où l’on se trouve) La masse se mesure en kilogramme avec une balance

IV) Poids et énergie 1) Le fonctionnement d’un barrage hydroélectrique Animations du CEA: la force de l’eau et la turbine (doc7) Vidéo d’un particulier Sous l’effet de la gravitation (le poids), l’eau s’écoule d’amont en aval. Elle gagne de la vitesse à mesure que l’altitude diminue et met les turbines en mouvement. Plus l’eau s’écoule vite plus elle possède d’énergie (dite cinétique). Plus le barrage est élevé plus l’eau pourra s’écouler rapidement (on dit que l’eau possède de l’énergie liée à l’altitude ( dite de position).

2) La conservation de l’énergie mécanique (doc8) La vitesse est nulle mais la hauteur est maximale Ep La vitesse augmente mais la hauteur diminue Ep Ec Ep Ec La vitesse est maximale mais la hauteur est nulle hauteur Ep Ec Ec Ep = Énergie de position Ec = Énergie cinétique Em = Énergie mécanique = Ec+Ep

Lors d’une chute, un objet conserve son énergie mécanique (Em). L’énergie cinétique (Ec) acquise (la vitesse), compense l’énergie de position (Ep) perdue (la hauteur). Em = Ec + Ep