Poids, masse et gravitation

La masse d'un objet représente la quantité de matière qui le compose. Elle se mesure en kilogrammes (kg) avec une balance et reste identique quel que soit le lieu. Le poids, lui, est la force d'attraction gravitationnelle exercée par un astre sur cet objet. Il se mesure en newtons (N) avec un dynamomètre et varie selon l'endroit où l'on se trouve. Ainsi, un astronaute a la même masse sur Terre et sur la Lune, mais son poids est différent.

Le poids P d'un objet est proportionnel à sa masse m. Le coefficient de proportionnalité est l'intensité de la pesanteur, notée g. On a donc la formule : P = m × g. Sur Terre, g ≈ 9,8 N/kg. Cela signifie qu'une masse de 1 kg a un poids d'environ 9,8 N. Sur la Lune, g est seulement 1,6 N/kg, donc le poids y est beaucoup plus faible. L'unité de g est le newton par kilogramme (N/kg).

Pour mesurer une masse, on utilise une balance. L'objet est comparé à des masses marquées, et le résultat s'exprime en kg. Pour mesurer un poids, on utilise un dynamomètre : un ressort s'allonge sous l'effet du poids, et une graduation indique la valeur en newtons. Par exemple, une pomme de 100 g (0,1 kg) a un poids d'environ 0,98 N sur Terre. Le dynamomètre mesure directement la force de gravitation.

L'intensité de la pesanteur g dépend de l'astre : 9,8 N/kg sur Terre, 1,6 N/kg sur la Lune, 3,7 N/kg sur Mars, 24,8 N/kg sur Jupiter. Ainsi, un objet de masse 10 kg a un poids de 98 N sur Terre, 16 N sur la Lune, 37 N sur Mars. La masse, elle, reste toujours 10 kg. C'est pourquoi les astronautes peuvent faire des bonds énormes sur la Lune : leur poids est divisé par 6, mais leur masse est inchangée.