Contenu
- Masse par rapport au poids
- Unités de masse et de poids
- Poids: Force due à la gravité
- Newtons Laws of Motion
- Masse gravitationnelle versus masse inertielle
La masse et le poids sont faciles à confondre. La différence est plus que quelque chose qui afflige les élèves à faire leurs devoirs - il est à la pointe de la science. Vous pouvez aider les enfants à comprendre cela en examinant les unités et en discutant de la gravité, d'où vient la masse et de la manière dont la masse et le poids agissent dans différentes situations.
Masse par rapport au poids
Une différence importante entre la masse et le poids est que le poids est une force alors que la masse ne l’est pas. Le poids fait spécifiquement référence à la force de gravité appliquée à un objet. La masse reflète la quantité de matière (c'est-à-dire des électrons, des protons et des neutrons) qu'un objet contient. Nous pouvons placer une balance sur la lune et y peser un objet. Le poids sera différent car la force de gravité est différente. Mais la masse sera la même.
Unités de masse et de poids
Aux États-Unis, les balances ménagères et commerciales mesurent le poids en livres, une mesure de la force, alors que dans presque tous les pays du monde, les balances mesurent des unités métriques, telles que des grammes ou des kilogrammes (1 000 grammes). Même si vous pouvez dire que quelque chose «pèse» 10 kilogrammes, vous parlez en fait de sa masse, pas de son poids. En science, le poids est mesuré en newtons, l'unité de force, mais n'est pas utilisé dans la vie quotidienne.
Poids: Force due à la gravité
Le poids est la force avec laquelle la gravité agit sur un objet. Pour convertir la masse en poids, utilisez la valeur d'accélération gravitationnelle g = 9,81 mètres par seconde au carré. Pour calculer le poids, W, en Newtons, vous multipliez la masse, m, en kilogrammes fois par g: W = mg. Pour obtenir une masse de poids, vous divisez le poids par g: m = W / g. Une échelle métrique utilise cette équation pour vous donner une masse, bien que son fonctionnement interne réponde à la force.
Avec les enfants, il est utile de parler de poids sur une autre planète, la lune ou un astéroïde. La valeur de g est différente, mais le principe est le même. Cependant, les formules ne s'appliquent que près de la surface, où l'accélération gravitationnelle ne change pas beaucoup avec l'emplacement. Loin de la surface, vous devez utiliser la formule de Newton pour la force de gravitation entre deux objets distants. Cependant, nous n’appelons pas cette force poids.
Newtons Laws of Motion
La première loi du mouvement de Newton stipule que les objets au repos tendent à rester au repos, tandis que les objets en mouvement ont tendance à rester en mouvement. La deuxième loi de Newton dit que l'accélération, a, d'un objet est égale à la force nette sur lui, F, divisée par sa masse: a = F / m. Une accélération est un changement de mouvement. Pour modifier l’état de mouvement d’un objet, vous appliquez une force. L'inertie ou la masse d'un objet résiste au changement.
Masse gravitationnelle versus masse inertielle
Parce que l'accélération est une propriété du mouvement, peu importe, vous pouvez la mesurer sans vous soucier de la force ou de la masse. Supposons que vous appliquiez une force mécanique connue sur un objet, que vous mesuriez son accélération et que vous calculiez sa masse. C’est la masse inertielle de l’objet. Vous organisez ensuite une situation dans laquelle la seule force exercée sur l’objet est la gravité, puis mesurez à nouveau son accélération et calculez sa masse. C'est ce qu'on appelle la masse gravitationnelle de l'objet. Les physiciens se sont longtemps demandé si la masse gravitationnelle et la masse inertielle sont vraiment identiques. L'idée qu'ils sont identiques s'appelle le principe d'équivalence et a des conséquences importantes pour les lois de la physique. Pendant des centaines d'années, les physiciens ont réalisé des expériences sensibles pour tester le principe d'équivalence.En 2008, les meilleures expériences l'avaient confirmée à 10 000 milliards.