Collège – 4e – Physique-Chimie – problème masse, poids

Exercice 1 — Calcul du poids d’un objet

Objectif pédagogique : Comprendre la relation entre masse, poids et la gravité terrestre.
Consigne pour l’élève : Calcule le poids d’un objet de 5 kg sur Terre.
Exercice à réaliser :

• Rappelle-toi que le poids (P) est donné par la formule P = m × g, où m est la masse en kg et g l’accélération due à la gravité (g = 9,81 m/s² sur Terre).
• Utilise cette formule pour calculer le poids.

Matériel requis : Aucun
Temps estimé : 15 minutes
Corrigé détaillé : Le poids est calculé par P = 5 kg × 9,81 m/s² = 49,05 N (newtons).

Différenciation pédagogique :

• Remédiation : Revoir la notion de masse et poids, et la constante de gravité sur Terre.
• Approfondissement : Comparer avec le poids de l’objet sur une autre planète en utilisant une valeur de g différente.

Exercice 2 — Comparaison de poids sur différents astres

Objectif pédagogique : Appréhender comment la gravité diffère sur divers corps célestes.
Consigne pour l’élève: Compare le poids d’un encrier sur la Terre, la Lune et Mars.
Exercice à réaliser :

• Un encrier a une masse de 0,5 kg.
• Calculer son poids sur :
  • La Terre (g = 9,81 m/s²)
  • La Lune (g = 1,62 m/s²)
  • Mars (g = 3,71 m/s²)

Matériel requis : Aucun
Temps estimé : 20 minutes
Corrigé détaillé :

• Terre : P = 0,5 kg × 9,81 m/s² = 4,905 N
• Lune : P = 0,5 kg × 1,62 m/s² = 0,81 N
• Mars : P = 0,5 kg × 3,71 m/s² = 1,855 N

Différenciation pédagogique :

• Remédiation : Discuter des raisons pour lesquelles les valeurs de g diffèrent selon les astres.
• Approfondissement : Rechercher d’autres valeurs de g pour comparer le poids sur différentes planètes ou lunes.

Exercice 3 — Variations du poids en fonction de l’altitude

Objectif pédagogique : Comprendre comment le poids change avec l’altitude sur Terre.
Consigne pour l’élève : Cherche comment le poids d’un objet varie à haute altitude.
Exercice à réaliser :

• Massa d’un randonneur : 70 kg.
• Recherche comment g change légèrement avec l’altitude (par exemple, au sommet de l’Everest, g = environ 9,77 m/s²).
• Calcule le poids au niveau de la mer et au sommet de l’Everest.

Matériel requis : Accès à des ressources de recherche ou un manuel scolaire.
Temps estimé : 25 minutes
Corrigé détaillé :

• Niveau de la mer : P = 70 kg × 9,81 m/s² = 686,7 N
• Sommet de l’Everest : P = 70 kg × 9,77 m/s² = 683,9 N
• Ce calcul montre une légère diminution du poids en altitude.

Différenciation pédagogique :

• Remédiation : Étudier pourquoi l’altitude affecte légèrement la gravité.
• Approfondissement : Discuter des changements dans d’autres paramètres physiques en haute altitude, comme la pression atmosphérique.

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Ressources complémentaires :