2e
1e
Le poids et la masse dans le système solaire

A. Sur une planète inconnue...

Un astronaute un peu perdu dans l'espace arrive sur une planète inconnue. Pour tenter de l'identifier, il fait une expérience : il rassemble plusieurs objets et mesure leur masse et leur poids.
Voici ses résultats :

Masse m
500 g
2 kg
8 kg
5 kg
1000 g
7500 g
0,01 t
Poids P
4,3 N
17,2 N
68,8 N
43 N
8,6 N
64,5 N
86 N
               

1. Tracer le graphique P = f ( m ) ( le poids en fonction de la masse )

2. Que remarque t-on ? Que peut on en déduire pour P et m ? Vérifier par le calcul en remplissant la dernière ligne du tableau.

3. Répondre en utilisant le graphique :
si P = 20 N, alors m = ....
si P = 60 N, alors m = .....
si m = 3,5 kg, alors P = ....

4. Ecrire la fonction f qui à m associe P = f(m) ? Quelle est sa nature ?

5. Calculer l'image par f de 15. Quel est, sur cette planète, le poids d'une masse de 15 kg ?

6. Que vaut l'intensité de la pesanteur sur cette planète ?
Donner la relation entre P et m sur cette planète, en précisant les unités.

7. L'astronaute retrouve le tableau suivant. Cela lui permet il de savoir sur quel objet céleste il se trouve ?

 
Mercure
Vénus
Terre
Mars
Jupiter
Saturne
Lune
Intensité de la pesanteur :  g ( N/kg)
3,78
8,6
9,8
3,72
22,9
9,05
1,6

B. Les haltères...

1. Pour faire un peu d'exercice, l'astronaute a emmené 25 kg d'haltères.
Quel est le poids des haltères sur cette planète ?

2. Sur Terre, ( gTterre = 9,8 N/kg )
a ) Quelle est la masse des haltères sur Terre ?
b ) Quel est leur poids sur Terre ?

3. D'après le tableau, sur quelle planète faut il être très musclé pour soulever ces haltères ? Calculer le poids de ces haltères sur cette planète.

4. Quelle masse doit avoir un objet pour être aussi difficile à soulever sur Terre ?

5. Sur quel objet céleste un enfant pourrait il facilement les soulever ? Justifier par un calcul.

6. Sur chaque planète, le poids s'exprime par une fonction linéaire de la masse .
Ecrire cette fonction pour la Lune, la Terre et Mars. Représenter ces trois fonctions sur un même graphique.
Utiliser ce graphique pour retrouver les réponses aux questions précédentes.


correction Auteur : Grégory Plotton. Professeur de physique au collège de Courtenay