PP1 · Masse ou poids ? Premiers pas
Complète avec « masse » ou « poids ». Aide : la masse en kg, le poids en N.
a) Le …………… d'un sac est de 49 N.
b) La …………… d'un sac est de 5 kg.
c) Sur la Lune, la …………… ne change pas mais le …………… diminue.
Mode d’emploi
Commence par les Premiers pas si tu as besoin d’être guidé(e), puis avance du ★ vers le ★★★★★. Les exercices marqués Type brevet sont rédigés comme au DNB. Tes réponses sont enregistrées sur cet appareil. Chaque exercice a sa correction détaillée, mais elle reste bloquée 15 minutes après ta première ouverture de cette page : cherche d’abord par toi-même !
🌱 Premiers pas (très guidés)
PP2 · Calculer un poids pas à pas Premiers pas
Un cartable a une masse de 4 kg. Aide : P = m × g avec g = 9,8 N/kg.
a) Écris la relation.
b) Remplace m et g par leurs valeurs.
c) Calcule P avec son unité.
PP3 · Masse en grammes Premiers pas
Une pomme a une masse de 150 g. Aide : 1 kg = 1 000 g ; m doit être en kg.
a) Convertis 150 g en kg.
b) Calcule son poids sur Terre.
c) Calcule son poids sur la Lune (g = 1,6 N/kg).
🚀 Exercices progressifs
Ex 1 · Vrai ou faux ? ★☆☆☆☆
Corrige les affirmations fausses.
a) Le poids se mesure avec une balance.
b) La Terre attire la Lune, et la Lune attire la Terre.
c) L'interaction gravitationnelle est une action de contact.
d) Sur Mars, notre masse est plus petite.
Ex 2 · Le poids sur plusieurs astres ★☆☆☆☆
g : Terre 9,8 N/kg ; Lune 1,6 N/kg ; Mars 3,7 N/kg ; Jupiter 24,8 N/kg. Un élève a une masse de 50 kg.
a) Calcule son poids sur chaque astre.
b) Sur quel astre est-il le plus « lourd » ?
c) Quelle est sa masse sur Jupiter ?
Ex 3 · Représenter le poids ★★☆☆☆
Un sac de masse 6,0 kg est posé sur une table.
a) Calcule son poids.
b) Donne les caractéristiques du poids.
c) Représente-le à l'échelle 1 cm ↔ 20 N.
d) Quelle autre force s'exerce sur le sac ? Que peux-tu dire de sa valeur ? Justifie.
Ex 4 · Mesures au dynamomètre ★★☆☆☆
Mesures : 100 g → 0,98 N ; 200 g → 1,96 N ; 300 g → 2,94 N ; 400 g → 3,92 N.
a) Le poids est-il proportionnel à la masse ? Justifie.
b) Calcule le rapport P / m (m en kg). Que représente-t-il ?
c) Quelle serait l'indication pour 250 g ?
Ex 5 · La gravitation entre deux élèves ★★★☆☆
$F = G\times\dfrac{m_A\times m_B}{d^2}$ avec $G = 6{,}67\times10^{-11}$ N·m²/kg². Deux élèves de 60 kg sont à 1,0 m l'un de l'autre.
a) Calcule la force d'attraction entre eux.
b) Compare-la au poids d'un élève (≈ 590 N).
c) Pourquoi ne ressent-on pas cette attraction ?
Ex 6 · Terre et Lune ★★★☆☆
Masse de la Terre : 5,97 × 10²⁴ kg ; masse de la Lune : 7,35 × 10²² kg ; distance Terre–Lune : 3,84 × 10⁸ m ; G = 6,67 × 10⁻¹¹ N·m²/kg².
a) Calcule la force d'attraction exercée par la Terre sur la Lune.
b) Quelle est la valeur de la force exercée par la Lune sur la Terre ? Justifie.
c) Que deviendrait cette force si la Lune était deux fois plus loin ?
Ex 7 · Retrouver g ★★★★☆
On admet que le poids d'un objet sur Terre est égal à la force gravitationnelle exercée par la Terre (rayon $R = 6{,}37\times10^{6}$ m, masse $M = 5{,}97\times10^{24}$ kg).
a) Écris l'égalité entre $m\times g$ et l'expression de la force gravitationnelle.
b) Montre que $g = G\times\dfrac{M}{R^2}$.
c) Calcule g. Compare à 9,8 N/kg.
d) Au sommet de l'Everest (R + 8,8 km), g est-il plus grand ou plus petit ? Justifie sans calcul.
Ex 8 · Les satellites ★★★★☆
Un satellite tourne autour de la Terre sur une orbite circulaire, à vitesse constante. Les moteurs sont éteints.
a) Quelle force s'exerce sur le satellite ? Fais son DOI.
b) Le satellite a une vitesse de valeur constante. Les forces se compensent-elles ? Justifie (pense à la direction de la vitesse).
c) Que ferait le satellite si l'attraction terrestre disparaissait brusquement ?
Ex 9 · Marcher sur la Lune ★★★★★Type brevet
Document 1 — L'équipement
Lors des missions Apollo, un astronaute de 75 kg portait une combinaison avec son système de survie, d'une masse d'environ 90 kg.
Document 2 — Intensité de la pesanteur
Terre : g = 9,8 N/kg ; Lune : g = 1,6 N/kg.
Document 3 — Un test à l'entraînement
Situation pédagogique.
Sur Terre, on estime qu'un astronaute entraîné peut se déplacer longtemps en portant une charge totale (lui compris) dont le poids ne dépasse pas 1 000 N.
a) Calcule la masse totale astronaute + combinaison.
b) Calcule le poids de l'ensemble sur Terre, puis sur la Lune.
c) L'astronaute pourrait-il se déplacer longtemps sur Terre avec sa combinaison ? Et sur la Lune ? Argumente.
d) Combien de fois l'ensemble est-il plus « léger » sur la Lune ? Sa masse a-t-elle changé ?
e) Représente le poids de l'ensemble sur la Lune à l'échelle 1 cm ↔ 100 N.
Ex 10 · Le paradoxe de l'ISS ★★★★★
L'ISS orbite à environ 400 km d'altitude. À cette altitude, g vaut environ 8,7 N/kg. Pourtant, les astronautes y flottent.
a) Calcule le poids d'un astronaute de 70 kg dans l'ISS et sur Terre. Compare.
b) « Dans l'ISS, il n'y a plus de pesanteur. » Cette phrase est-elle correcte ? Justifie.
c) Explique pourquoi les astronautes flottent (indice : l'ISS et les astronautes « tombent » ensemble autour de la Terre).