V VIDYALAYA · Soutien scolaire
Physique-Chimie3eMouvement et interactionsExercices + corrigé

Poids et masse — Exercices

Appliquer P = m × g sur Terre et sur la Lune. Corrigé en fin de fiche.
⏱ ~20 min✎ Calculatrice autoriséeDonnées : g Terre = 9,8 N/kg ; g Lune = 1,6 N/kg
1Poids sur Terre/ 3 pts
Calcule le poids de chaque objet sur Terre ($g = 9{,}8 \ \text{N/kg}$).
  1. Un livre de masse $m = 0{,}5 \ \text{kg}$.
  2. Un élève de masse $m = 55 \ \text{kg}$.
  3. Un stylo de masse $m = 0{,}02 \ \text{kg}$.
2Retrouver la masse/ 2 pts
Un dynamomètre affiche les valeurs suivantes sur Terre ($g = 9{,}8 \ \text{N/kg}$). Calcule la masse de chaque objet.
  1. Un sac dont le poids est $P = 49 \ \text{N}$.
  2. Une valise dont le poids est $P = 294 \ \text{N}$.
3Même objet, deux astres/ 4 pts
Une caisse a une masse de $15 \ \text{kg}$ sur Terre.
  1. Calcule son poids sur Terre.
  2. Calcule son poids sur la Lune.
  3. Quelle est la masse de cette caisse sur la Lune ? Justifie.
  4. Le poids sur la Lune est environ combien de fois plus faible que sur Terre ? Donne le calcul.
4Un astronaute sur la Lune/ 4 pts
Sur Terre, un astronaute équipé a un poids $P_T = 980 \ \text{N}$.
  1. Calcule la masse de l'astronaute équipé.
  2. Calcule son poids sur la Lune.
  3. Sur Terre, l'astronaute peut soulever au maximum $600 \ \text{N}$. Sur la Lune, peut-il soulever une caisse de masse $60 \ \text{kg}$ ? Justifie par le calcul.
5Planète inconnue/ 3 pts
Sur une planète inconnue, un objet de masse $m = 4 \ \text{kg}$ a un poids de $P = 30{,}4 \ \text{N}$.
  1. Calcule l'intensité de la pesanteur $g$ sur cette planète.
  2. Compare cette valeur à $g_{\text{Terre}}$ et $g_{\text{Lune}}$. Que peut-on en déduire ?
Corrigé détaillé
1Poids sur Terre
a) \(P = 0{,}5 \times 9{,}8 =\) \(4{,}9 \ \text{N}\)
b) \(P = 55 \times 9{,}8 =\) \(539 \ \text{N}\)
c) \(P = 0{,}02 \times 9{,}8 =\) \(0{,}196 \ \text{N}\)
2Retrouver la masse
a) \(m = P \div g = 49 \div 9{,}8 =\) \(5 \ \text{kg}\)
b) \(m = 294 \div 9{,}8 =\) \(30 \ \text{kg}\)
3Même objet, deux astres
a) \(P_T = 15 \times 9{,}8 =\) \(147 \ \text{N}\)
b) \(P_L = 15 \times 1{,}6 =\) \(24 \ \text{N}\)
c) \(\text{La masse est une propriété intrinsèque : elle ne dépend pas de l'astre.}\) \(15 \ \text{kg}\)
d) \(\dfrac{P_T}{P_L} = \dfrac{147}{24} \approx 6{,}1\) \(\text{Le poids sur la Lune est environ 6 fois plus faible que sur Terre.}\)
4Astronaute sur la Lune
a) \(m = P_T \div g_{\text{Terre}} = 980 \div 9{,}8 =\) \(100 \ \text{kg}\)
b) \(P_L = m \times g_{\text{Lune}} = 100 \times 1{,}6 =\) \(160 \ \text{N}\)
c) \(P_{\text{caisse/Lune}} = 60 \times 1{,}6 = 96 \ \text{N} \lt 600 \ \text{N}\) \(\text{Oui : la caisse ne pèse que } 96 \ \text{N sur la Lune, bien en dessous de la limite de } 600 \ \text{N.}\)
5Planète inconnue
a) \(g = P \div m = 30{,}4 \div 4 =\) \(7{,}6 \ \text{N/kg}\)
b) \(g_{\text{Lune}} \approx 1{,}6 \ \text{N/kg} \lt 7{,}6 \ \text{N/kg} \lt g_{\text{Terre}} \approx 9{,}8 \ \text{N/kg}\) \(\text{La pesanteur est intermédiaire : la planète est moins massive que la Terre mais plus que la Lune.}\)