Comment calculer le poids d’un objet à partir de sa masse

Le poids d'un objet est la force de gravité exercée sur cet objet. La masse d'un objet est la quantité de matière qu'il renferme et qui reste la même, où que vous soyez et quelle que soit la gravité. C'est pourquoi un objet qui a une masse de 20 kilogrammes sur Terre a également une masse de 20 kilogrammes sur la Lune, même si ce dernier pèsera 6 fois sur le satellite de la Terre. Cela s'explique par le fait que la gravité est bien moindre sur la Lune que sur Terre. Lisez la suite pour avoir des informations et des conseils sur la façon de calculer le poids à partir de la masse.

Calcul du poids

  1. Utilisez la formule : « p = m x g » pour convertir la masse en poids. Le poids est défini comme étant la force de gravité qui s'applique sur un objet. Les scientifiques ont trouvé la relation qui unit masse et poids, soit : p = m x g ou p = mg.
    • À partir du fait que le poids est une force, les scientifiques utilisent également la formule : F = mg.
    • p = symbole de poids, mesuré en Newton, N.
    • m = symbole de la masse, exprimée en kilogrammes ou kg.
    • g = symbole de la constante gravitationnelle, exprimée en m/s ou en mètres par seconde au carré.
      • Dans les pays qui utilisent les mètres, l'accélération de la pesanteur à la surface de la Terre est de 9,8 m/s . C'est l'unité internationale et c'est celle que vous devrez utiliser.
      • Dans les pays qui utilisent les pieds, l'accélération de la pesanteur à la surface de la Terre est de 32,2 p/s (en anglais, f/s). Il s'agit de la même valeur, mais exprimée en pieds au lieu de l'être en mètres.
  2. Calculez la masse d'un objet. Pour trouver le poids d'un objet, il faut connaitre sa masse. Cette dernière est la quantité fondamentale de matière contenue dans un objet et est exprimée en kilogrammes (kg).
  3. Trouvez l'accélération gravitationnelle. En d'autres termes, trouvez g. Sur Terre, g vaut 9,8 m/s. Ailleurs dans l'univers, l'accélération de la gravité varie. Dans un problème, votre professeur devrait vous dire dans quelle gravité vous vous trouvez.
    • L'accélération de la pesanteur sur la Lune est différente de celle de la Terre. L'accélération due à la pesanteur sur la Lune est d'environ 1,622 m/s , soit environ 1/6 de celle constatée sur Terre. C'est pourquoi vous pesez 1/6 de votre poids sur la Lune.
    • L'accélération de la pesanteur sur le Soleil est différente de celle de la Terre et de la Lune. L'accélération due à la pesanteur sur le Soleil est d'environ 274,0 m/s, soit environ 28 fois la pesanteur sur Terre. Sur le Soleil, vous pesez 28 fois plus que sur Terre (si vous arrivez à survivre avec une telle pression !)
  4. Faites l'application numérique de l'équation. Maintenant que vous avez m et g, vous serez en mesure de faire l'application numérique avec l'équation : F = mg. Le résultat obtenu sera exprimé en Newton ou N.

Exemples de problèmes

  1. Répondez à la question n°1. Voici la question :  »Un objet a une masse de 100 kilogrammes. Quel est son poids sur Terre ?« 
    • Vous avez donc m et g. On a m = 100 kg et g = 9,8 m/s, parce que nous sommes à la recherche du poids de l'objet sur Terre.
    • Nous posons notre équation : p = 100 kg × 9,8 m/s.
    • Vous avez donc la réponse définitive. Sur Terre, un objet avec une masse de 100 kg pèsera environ 980 newtons ou p = 980 N.
  2. Répondez à la question n°2. Voici la question :  »Un objet a une masse de 40 kilogrammes. Quel est son poids sur la Lune ?« 
    • Vous avez donc m et g. On a m = 40 kg et g = 1,6 m/s, parce que nous sommes à la recherche du poids de l'objet sur la Lune.
    • Nous posons notre équation : p = 40 kg × 1,6 m/s.
    • Vous avez donc la réponse définitive. Sur la Lune, un objet avec une masse de 40 kg pèsera environ 64 newtons ou p = 64 N.
  3. Répondez à la question n°3. Voici la question :  »Un objet pèse 549 newtons sur Terre. Quelle est sa masse ?« 
    • Pour ce problème, vous devez adopter la démarche inverse. Vous avez déjà p et g. Il vous faut trouver m.
    • L'équation est donc la suivante : 549 = m × 9,8 m/s.
    • Au lieu de multiplier, on divise. Plus précisément, vous devez diviser p par g. Un objet pesant 549 newtons sur Terre a donc une masse d'environ 56 kg ou m = 56 kg.

Précision : poids exprimés en kilogramme-force

Conseils

  • L'accélération gravitationnelle (g) peut aussi être exprimée en N/kg. Mais comme 1 N/kg = 1 m/s exactement, la valeur ne change pas.
  • Un astronaute avec une masse de 100 kg pèse 983,2 N au Pôle Nord et 162,0 N sur la Lune. Sur une étoile à neutrons, il pèsera des tonnes, mais, hélas, il n'aura pas le temps de s'en apercevoir !
  • Ce qui rend difficile la compréhension des notions de poids et de masse, c'est que les gens utilisent indifféremment 'poids' et 'masse'. Ils utilisent les kilogrammes pour les poids, alors qu'ils devraient utiliser des newtons ou au moins des kilogrammes-force. Même quand votre médecin évoque votre poids, il veut parler de votre masse !
  • La raison pour laquelle le newton est préféré au Kgf qui semble pourtant si pratique, c'est qu'en fait, il est bien plus facile de calculer avec des newtons.
  • Les balances mesurent la masse (en kg), tandis que les pesons, qui fonctionnent sur la compression ou l'extension de ressorts, mesurent votre poids (en Kgf).

Avertissements

  • L'expression poids atomique n'a rien à voir avec le poids de l'atome, c'est une masse. Ce terme ne changera pas de sitôt, car le terme masse atomique est déjà utilisé pour autre chose.
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