Mécanique : comment décrire le mouvement ? Relation entre le poids P et la masse m
Objectif 
- Faire l’inventaire des actions mécaniques qui s’exercent sur un solide.
- Représenter et caractériser une action mécanique par une force.
- Vérifier expérimentalement les conditions d’équilibre d’un solide soumis à deux forces
- Mesurer la valeur du poids d’un corps.
Matériel 
- une balance
- un dynamomètre
- un tableau métallique
- 4 masses différentes
Dans la suite du document, ce symbole signifie « Appeler le professeur ».
Pensez à préciser les unités des valeurs relevées ou calculées.
★ = 1 pt ☆ = 0,5 pt
Mesurer la masse et le poids d’un objet
………. / 7 pts
1.) A l’aide de la balance et du dynamomètre mesurer la masse et le poids (attraction terrestre) des 4 masses fournies et les répertorier dans le tableau ci-dessous :
⚠ Vous penserez à vérifier le réglage du 0 de la balance et du dynamomètre ⚠
| Objet | Point | Masse m en kg (arrondie à 0,001) | Poids P de l’objet en N (arrondi à 0.01) | |
| Masse 1 | A | ☆☆☆ C2/C3/C5 | ||
| Masse 2 | B | ☆☆☆ C2/C3/C5 | ||
| Masse 3 | C | ☆☆☆ C2/C3/C5 | ||
| Masse 4 | D | ☆☆☆ C2/C3/C5 |
Appeler le professeur et présenter oralement vos mesures
☆☆ C5
Représentation graphique du poids P (en N) en fonction de la masse m (en kg)
………. / 5 pts
2.) Placer sur le graphique ci-après les points A, B, C, D de coordonnées (m ; P) du tableau précédent en respectant l’échelle proposée :
| Abscisses : 0,02 kg / cm | Ordonnées : 0,2 N / cm |
⚠ Vous graduerez les axes tous les cm ⚠
☆☆ C1/C2 ☆☆ C3
3.) Les points semblent être …………………………………………………… ☆☆ C2
4.) Tracer la droite passant au plus proche des points. ☆☆ C3
5.) Compléter avec les mots : proportionnelles – droite – origine – repère
Cette représentation graphique est une …………………….. qui passe par l’ ………………… du …………. Nous pouvons en déduire que le poids P (en N) et la masse m (en kg) sont des grandeurs …………………………… ☆☆ C4
Calcul du coefficient directeur de la droite tracée
………. / 4 pts
Le coefficient directeur a d’une droite passant par deux points A de coordonnées (xA ; yA ) et B de coordonnées (xB ; yB ) peut être déterminé en calculant :
6.) Relever les coordonnées des points A (xA ; yA ) et D (xD ; yD ) :
Point A (xA ; yA )
| xA = …………… | yA = …………… |
Point D (xD ; yD )
| xD = …………… | yD = …………… |
☆☆ C1
7.) Calculer le coefficient directeur a de la droite passant par les points A et D (arrondi à 0,01) :
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ☆☆ C3
8.) Relever dans le tableau la valeur du coefficient directeur a calculé et la valeur approximative de l’intensité de la pesanteur (voir document ci-dessus)
Coefficient directeur a
………………………………………………………………………
Intensité de pesanteur ( en N/kg )
………………………………………………………………………
☆☆ C1
9.) Conclusion. Ecrire la relation liant le poids P (N), la masse m (kg) et l’intensité de pesanteur g (N/kg) :
…… = …… x ……
P : Poids (N)
m : masse (kg)
g : intensité de pesanteur (N/kg)
☆☆ C4
Application : poids d’une voiture
………. / 4 pts
10.) Compléter le tableau des caractéristiques de la force poids à l’aide des termes suivants : “intensité”, “vers le bas”, “P = m x g”, “G (centre de gravité)”, “direction”, “sens”, “point d’application”, “verticale”.
| Force | ||||
 |
☆☆ C2 ☆☆ C3
11.) Représenter la force poids de ce véhicule (g = 10 N/kg) :
m = 1400 kg échelle 1 cm ➡ 3500 N
☆☆ C2 ☆ C3 ☆ C4
Compétences, capacités et connaissances issues du programme CAP Physique Chimie Education Nationale
Capacités
Faire l’inventaire des actions mécaniques qui s’exercent sur un solide.
Représenter et caractériser une action mécanique par une force.
Vérifier expérimentalement les conditions d’équilibre d’un solide soumis à deux forces.
Mesurer la valeur du poids d’un corps.
Connaissances
Connaître les caractéristiques d’une force (droite d’action, sens et valeur en newton).
Connaître les caractéristiques du poids d’un corps (vertical, du haut vers le bas et valeur en newton).
Connaître et utiliser la relation entre le poids et la masse.
Compétence – C1
S’approprier
Rechercher, extraire et organiser l’information.
Traduire des informations, des codages.
Compétence – C2
Analyser
Raisonner
Émettre des conjectures, formuler des hypothèses.
Proposer, choisir une méthode de résolution ou un protocole expérimental.
Élaborer un algorithme.
Compétence – C3
Réaliser
Mettre en œuvre une méthode de résolution, des algorithmes ou un protocole expérimental en respectant les règles de sécurité.
Utiliser un modèle, représenter, calculer.
Expérimenter, faire une simulation.
Compétence – C4
Valider
Exploiter et interpréter des résultats ou des observations de façon critique et argumentée.
Contrôler la vraisemblance d’une conjecture, de la valeur d’une mesure.
Valider un modèle ou une hypothèse.
Mener un raisonnement logique et établir une conclusion.
Compétence – C5
Communiquer
Rendre compte d’un résultat, à l’oral ou à l’écrit en utilisant des outils et un langage approprié.
Expliquer une démarche.