Masse — définition et mesure (3ème)
Le cours en une phrase : la masse mesure la quantité de matière d'un objet et se lit en kilogrammes (\(\mathrm{kg}\)).
Masse — définition et mesure
Objectifs
- Comprendre ce qu'est la masse et sa différence avec le poids.
- Savoir mesurer une masse avec une balance à plateaux ou une balance électronique.
- Savoir convertir grammes et kilogrammes.
Notion clé : définition de la masse
Définition : la masse d'un corps est la quantité de matière qu'il contient. Elle est une grandeur scalaire, notée \(m\), et s'exprime en kilogramme : \(\mathrm{kg}\) (unité SI).
Conversion courante : 1 gramme vaut 0,001 kilogramme :
\[ 1\ \mathrm{g} = 0{,}001\ \mathrm{kg} \]Exemple de conversion :
\[ 250\ \mathrm{g} = 250\times 0{,}001\ \mathrm{kg} = 0{,}250\ \mathrm{kg} \]Quelle est l'unité SI de la masse ?
Mesurer une masse
Deux techniques courantes :
- Balance à plateaux (comparaison avec des masses étalons).
- Balance électronique (capteurs qui donnent directement la masse en kg).
Étape 1 : placer les masses étalons sur un plateau.
Étape 2 : placer l'objet sur l'autre plateau et équilibrer.
Principe : quand la balance est en équilibre, la somme des masses étalons = masse de l'objet. La balance électronique donne la valeur numérique directement.
Voir la solution
Si on met des masses étalons de 100 g et 200 g et que la balance s'équilibre, la masse de l'objet est :
\[ 100\ \mathrm{g} + 200\ \mathrm{g} = 300\ \mathrm{g} = 0{,}300\ \mathrm{kg} \]Sur une balance à plateaux, l'équilibre indique :
Relation masse — poids (rappel)
La relation entre le poids \(P\) (en newtons \(\mathrm{N}\)) et la masse \(m\) (en kilogrammes \(\mathrm{kg}\)) est :
\[ P = m\,g \]où \(g\) est l'intensité de la pesanteur. Sur Terre \(g \approx 9{,}81\ \mathrm{m\,s^{-2}}\).
Exemple : calculer le poids d'un objet de masse \(2\ \mathrm{kg}\) :
\begin{align} P &= m\,g \\ P &= 2\times 9{,}81 \\ P &= 19{,}62\ \mathrm{N} \end{align}Si la masse d'un objet est 5 kg, quelle grandeur change si on le transporte sur la Lune ?
Exemples résolus
Voir la solution
Conversion :
\[ 0{,}75\ \mathrm{kg} = 0{,}75\times 1000\ \mathrm{g} = 750\ \mathrm{g} \]270 g en kilogrammes égale :
Erreurs fréquentes
- Ne pas convertir les grammes en kilogrammes quand la formule demande des SI.
- Lire la balance électronique en kilogrammes et non en newtons.
Quelle erreur commet-on souvent ?
Récapitulatif
- La masse mesure la quantité de matière ; symbole \(m\), unité \(\mathrm{kg}\).
- On mesure la masse par comparaison (balance à plateaux) ou par capteur (balance électronique).
- Le poids est une force : \(P=mg\).
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