Masse vs poids: la différence entre les deux

POIDS et MASSE : quelles différences ? (Physique-Chimie) (Avril 2019).

Anonim

Dans notre langue vernaculaire, «masse» et «poids» sont des termes qui sont souvent parfaitement interchangeables, mais techniquement, ils sont tout sauf des jumeaux. Dans la terminologie scientifique, «poids» et «masse» représentent des définitions distinctes et rigides. Alors

.

quelle est la différence?

La « masse » est définie comme la quantité de matière qu'un objet contient. Alors que « poids » représente la force qu'un corps contenant une masse exerce sur un autre corps sous le seul effet de la gravité. La masse est insensible aux forces de gravité, le poids est l'incarnation même de cette force.

Masse

Plus la masse est élevée, plus il est difficile de déplacer ou d’arrêter la matière dans sa trajectoire - les gros rochers sont non seulement plus difficiles à pousser ou à soulever, mais ils ont également besoin de plus de puissance de feu pour contenir leur mouvement que des rochers plus petits et plus légers. L'unité de masse standard est le kilogramme (kg).

Une caractéristique particulière de la masse est qu’elle est constante, quelle que soit sa position dans l’espace . La loi de la gravité nous dit que deux objets sont attirés l'un vers l'autre avec une force proportionnelle au produit de leurs masses. Cependant, la force elle-même n'a aucun effet sur l'ampleur de leur masse. Un bloc de 60 kg sur Terre sera également de 60 kg sur Mars, Saturne ou tout autre coin reculé de notre univers indifférent.

(Crédit photo: Pixabay)

Bien sûr, je n'ai pas pris en compte les effets de la relativité restreinte, dans laquelle la masse tend à augmenter en raison d'un excès de matière ou d'énergie en excès lorsqu'il se déplace à des vitesses relativistes ou à des vitesses proches de la vitesse de la lumière. S'enfoncer dans ces profondeurs irait au-delà de la portée de cet article.

Poids

Alors que la masse est insensible aux forces de gravité, le poids est l'incarnation même de cette force. C'est la magnitude de la force de gravitation par laquelle un objet est tiré vers un autre. Le poids étant une force, son unité de mesure est l'unité de force standard: Newton (N). Pour une meilleure perspective, le poids est la force que notre masse exerce sur la Terre.

Le résultat ci-dessus réduit la loi de la gravité à la deuxième loi du mouvement de Newton: F = ma. Chaque objet de masse m tombe constamment vers la Terre à une accélération g. Il dénote l'accélération due à la gravité de la Terre; cette magnitude est de 9, 8 mètres par seconde au carré.

L'amplitude de l'accélération est différente pour différents corps célestes, car elle dépend de la masse du corps en question. Par exemple, l'accélération de la lune due à la gravité est de 1, 620 mètres carrés par seconde. C'est pourquoi les objets pèsent 1/6 de ce qu'ils pèsent sur Terre.

Ainsi, un astronaute d’une masse de 90 kg pèse 90 x 9, 8 = 882 Newton sur Terre mais pèse 90 x 1, 620 = 145, 8 Newton sur la lune. De même, le poids d'un objet sera beaucoup plus important s'il repose sur un corps plus lourd, tel que Jupiter ou Saturne.

Notez que la masse de l'astronaute reste la même tout au long de cette étrange expérience (c.-à-d. 90 kilogrammes). Cependant, l'appareil qu'il porte, une balance, ne serait pas d'accord. Cela produirait des résultats très imprécis sur la lune

.

mais pourquoi?

Comment obtenons-nous la masse du poids?

Les machines de pesage mesurent la force normale générée par la Terre, mais elles sont calibrées de manière à diviser cette force par 9, 8 et à donner une approximation de notre masse ( m = F / g ).

Par conséquent, le fait de porter une balance étalonnée à la gravité de la Terre produira des résultats erronés, par exemple sur Mars ou la Lune. Ce mécanisme les rend également inutiles en chute libre ou dans l'espace, car la chute libre force la balance à tomber au même rythme que nous; il n'y a pas de force normale produite et l'aiguille reste immobile.

De la même façon, flotter dans l’espace sans aucune surface en dessous de celle-ci fait que l’aiguille se tient calleuse et se redresse sous le zéro.

Un autre instrument capable de mesurer la masse est la balance du faisceau. Le mécanisme ingénieux et pourtant très simple d’un balancier de faisceau est tel qu’il peut être utilisé pour mesurer une masse quelle que soit sa position dans l’espace. Cependant, la masse représentée par une balance à faisceau n'est toujours pas objective.

En un sens, on peut en conclure que, comme une balance, une balance à faisceaux trouve une masse inconnue uniquement en la comparant à une masse connue: elle est calibrée à une masse fixe connue. En fait, l'unité standard de masse, un kilogramme, correspond à un objet reposant dans une chambre forte hautement sécurisée en France.

(Crédit photo: 88 japonais / Wikimedia Commons)

Plusieurs scientifiques ont émis des hypothèses sur la possibilité de trouver de nouvelles façons de définir un kilogramme et de mesurer la masse de manière objective. La plus fascinante, bien que extrêmement difficile, de ces idées est de compter les atomes individuels qui constituent la masse d’un corps et d’obtenir une somme arithmétique de leurs masses!

Alors, la prochaine fois que vous vous livrerez à de petites discussions et que quelqu'un murmurera: «Je pèse 90 livres», profitez de vos connaissances scientifiques, portez à votre connaissance cette leçon nouvellement acquise, respirez à fond et avec un sourire tendre, quelle que soit condescendante cela peut sembler, corrigez-les. Après tout, la connaissance est le plus grand cadeau qu'un homme puisse conférer et que vous soyez expulsé de la fête.