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Page 1 sur 7 ecole-ci.online (Ce document ne peut être vendu sous aucune condition- Tout contrevenant s’expose à des poursuites judiciaires) Niveau : 3ème Discipline :PHYSIQUE-CHIMIE CÔTE D’IVOIRE – ÉCOLE NUMÉRIQUE Thème : Mécanique TITRE DE LA LEÇON :MASSE ET POIDS D’UN CORPS I. SITUATION D’APPRENTISSAGE Pendant la période d’achat du Cacao dans la région de Bonon, deux élèves en classe de 3ème au Lycée Moderne de ladite ville accompagnent leur père pour la vente de sa récolte. L’acheteur pèse le produit avec une balance romaine puis délivre au père un reçu sur lequel il est marqué : poids : 80 kg. L’un des deux élèves est d’accord avec cette écriture tandis que l’autre ne l’est pas. Le lendemain avec leurs camarades de classe, ils décident de s’informer auprès de leur professeur, sur la masse et le poids d’un corps, pour les distinguer puis les calculer. II. CONTENU DE LA LECON 1- Masse d’un corps 1.1. Notion de masse La masse d’un corps est la grandeur physique qui se mesure à l’aided’une balance. 1.2. Unités de masse L’unité internationale de masse est le kilogramme (kg). On utilise aussi : - les multiples tels que la tonne (t), le quintal(q) et, - ses sous-multiples tels que l’hectogramme (hg), le gramme(g), le milligramme (mg) du kilogramme. Remarque : La masse d’un corps ne varie pas d’un lieu à un autre. Activité d’application a- Donne le nom de l’instrument qui sert à peser un corps. b- Indique la grandeur mesurée avec une balance. c- Donne l’unité internationale de cette grandeur. Corrigé a- La balance b- La masse c- Le kilogramme Page 2 sur 7 ecole-ci.online (Ce document ne peut être vendu sous aucune condition- Tout contrevenant s’expose à des poursuites judiciaires) 2. Masse volumique d’une substance 2.1. Définition et expression La masse volumique d’une substance est la masse de l’unité de volume de cette substance. Elle se note a ou ρ (ro).Son expression est : m m a = m = a× V V = V a ⇔ ⇔ 2.2. Unités L’unité internationale de la masse volumique est le kilogramme par mètre cube (kg/m3). Les unités usuelles sont : g/cm3, kg/dm3, t/m 3 NB : Ces unités sont toutes équivalentes. 1g/cm3 = 1kg/dm3 = 1t/m3 3. Densité La densité d’un corps solide ou liquide est le rapport de sa masse volumique par celle de l’eau. Elle se note d et n’apasd’unité. S S eau a d a = Activité d’application 1- Donne l’expression de la masse volumique d’un corps. 2- Calcule en g/cm3 puis en kg/dm3 la masse volumique d’un objet en bois de masse m = 600 g et de volume v = 1 000 cm3. 3- Détermine la densité de ce bois. Corrigé 1- a = m/v 2- a = 600/1000 = 0,6 g/cm3 ou 0,6 kg/dm3. 3- d = 0,6/1 = 0,6 4. Poids d’un corps 4.1. Définition Le poids d’un corps est l’attraction que la terre exerce sur ce corps. Le poids se note P. Il se mesure avec un dynamomètre ou un peson. 4.2. Unité Le poids d’un corps s’exprime en newton. Son symbole est N. as : masse volumique d’un corps aeau : masse volumique de l’eau Page 3 sur 7 ecole-ci.online (Ce document ne peut être vendu sous aucune condition- Tout contrevenant s’expose à des poursuites judiciaires) 5. Relation entre poids et masse 5.1. Expérience et observations On mesure à l’aide d’un dynamomètre, le poids P de différentes masses marquées de masse m. 5.2. Tableau de mesure et exploitation des résultats. Masse m (kg) 0,1 0,2 0,3 0,4 Poids (N) 1 2 3 4 P/m (N/kg) 10 10 10 10 Le quotient P/m est constant. P et m sont proportionnels. Le coefficient de proportionnalité est appelé intensité de la pesanteur et se note g. 5.3. Conclusion : La relation entre le poids P et la masse m est donc : g = P / m d’où P = m x g m en kg P = m×g avec P en Newton (N) g en N / kg      Remarque : Le poids d’un corps dépend du lieu de la mesure car la valeur de g varie selon le lieu. Exemples : Lieu Abidjan Paris Lune Mars Valeur de g (N/kg) 9,78 9,81 1,6 3,6 Activité d’application a- Donne l’expression du poids d’un corps. b- Calcule le poids d’un paquet de ciment de masse m = 50 kg en un lieu où g = 10 N/kg. c- Calcule le poids de ce même paquet de ciment sur la lune où g = 1,6 N/kg. Corrigé: a- P = m × g b- P = 50 × 10 = 500 N c- P = 50 × 1,6 = 80 N Page 4 sur 7 ecole-ci.online (Ce document ne peut être vendu sous aucune condition- Tout contrevenant s’expose à des poursuites judiciaires) SITUATION D’EVALUATION Sur le chemin de l’école, l’une de tes camarades ramasse une pièce métallique. Elle pense que la pièce est en argent pour en faire un bijou. Afin de déterminer la nature de cette pièce avant de se rendre chez le bijoutier, elle te sollicite pour l’aider. Vous réalisez les expériences ci-dessous. On donne : g = 10 N/kg Substances Masses volumiques (g/cm3) Aluminium 2,7 Cuivre 8,9 Or 19,3 Argent 10,5 1- Donne la valeur du poids de cette pièce. 2- Détermine : 2.1 sa masse ; 2.2 son volume ; 2.3 sa masse volumique. 3- Donne la nature de la substance qui compose la pièce métallique. 4- Dis en justifiant ta réponse si ta camarade peut se rendre chez le bijoutier. Corrigé 1- Le poids de cette pièce P = 1,35N 2- Déterminons : 2.1 m = P/g = 1,35/10 = 0,135 kg 2.2 V = V2 - V1 = 160 -110 = 50 cm3 2.3 sa masse volumique a = m/v = 0,135/50 = 0, 0027 kg/ cm3 soit 2,7 g/cm3 3- La substance est l’aluminium. 4- L’expérience montre que la pièce est en aluminium et non en argent. Elle ne pourra donc pas se rendre chez le bijoutier. Figure 1 V1 = 110 cm3 Figure 2 V2 = 160 cm3 Figure 3 1,35 N Page 5 sur 7 ecole-ci.online (Ce document ne peut être vendu sous aucune condition- Tout contrevenant s’expose à des poursuites judiciaires) III. EXERCICES Exercice 1 1- Dis ce que représente un solide accroché à un dynamomètre qui indique 4 N. 2- Détermine la masse m d’un solide de poids 4N. On prendra g = 10 N/kg. Corrigé 1. L’indication de 4N du dynamomètre représente le poids P du solide. 2. m = P / g = 4 /10 = 0,4 kg Exercice 2 Un morceau de métal a une masse m = 540 g pour un volume v = 200 cm3. 1- Détermine la masse volumique a de ce métal en g/cm3 puis en kg/dm3. 2- Détermine sa densité d. Corrigé 1. a = m / v = 540 / 200 = 2,7 g/cm3 = 2,7 kg/dm3 2. d = a / aeau = 2,7 / 1 = 2,7 Exercice 3 1- Calcule le poids d’un solide de 300 g en un lieu où : - g = 10 N/kg. - g = 1,6 N/kg 2- Détermine la masse d’un objet dont le poids sur terre est P = 10 N. Corrigé : 1- Calcul du poids du solide : P = mg ; m = 300 g = 0,3 kg - Pour g = 10 N/kg⇒P = 0,3 × 10 = 3 N. - Pour g = 1,6 N/kg⇒P = 0,3 × 1,6 = 0,48 N 2- P = mg ⇒m = P g. Sur terre m = 10 9,83 = 1,017 kg = 1017 g Exercice 4 Sur une boîte de conserve, il est inscrit : « Poids net : 250 g ». Deux de tes camarades discutent de cette inscription. L’un pense qu’elle est incorrecte tandis que l’autre affirme le contraire. Tu es sollicité(e) pour les départager. Donnée : g = 10 N/kg 1) Nomme l’unité de mesure du poids d’un corps. 2) Dis ce que représente l’inscription 250 g 3) Justifie pourquoi l’inscription sur la boîte est incorrecte. 4) Propose les deux inscriptions correctes possibles à mettre sur la boîte. Page 6 sur 7 ecole-ci.online (Ce document ne peut être vendu sous aucune condition- Tout contrevenant s’expose à des poursuites judiciaires) Corrigé 1) L’unité de mesure du poids d’un corps est le newton ; 2) L’inscription 250 g représente la masse de la boite de conserve. 3) Le poids ne s’exprime pas en gramme l’inscription poids net 250g est incorrecte. 4) Il faut plutôt écrire sur la boite « masse nette : 250 g » ou « poids net : 2,5 N ». Exercice 5 Pour consolider leurs acquis sur la leçon sur masse et poids, ton groupe de travail de ta classe de 3e du lycée, décident de déterminer la valeur de l’intensité g de la pesanteur. Il réalise l’expérience qui leur permet d’obtenir les résultats suivants : Masse (kg) uploads/Geographie/ pc-3eme-l1-masse-et-poids 1 .pdf

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