Le confus balancement entre poids et masse

Mosaïques : HumanusScience

Lundi 14 septembre 2009

- Combien tu pèses ?
– Roooh, ça se fait pas de demander mon poids !
– Allez, dis le moi, c’est pour une raison toute scientifique.
– Bon, bon, si c’est pour la science… Alors, je pèse 50 kg.
– 50 kg, mon cul oui !

Femme sur une balance avec son chien et son bébé
[Source image]

Cette conversation, banale pour le quidam, fait hérisser les cheveux de plus d’un physicien à cause de la confusion entre le poids et la masse. Beuh, c’est la même chose, nan ? Nan, ce n’est pas du tout pareil et cette confusion est entretenue par la balance de la salle de bains… Beuh ? Bon, revenons aux bases avec ces deux petites définitions.

  • La masse d’un objet, exprimée en kilogramme (kg), mesure la quantité de matière contenue dans cet objet. C’est à dire la masse des particules qui constituent cet objet (atomes ou molécules). Cette quantité de matière (donc la masse) sera la même quel que soit l’endroit où se trouve l’objet dans l’univers.
  • Le poids, exprimé en Newton (N), mesure la force d’attraction qu’exerce un astre sur un objet. Cette force d’attraction sera d’autant plus grande que cet astre aura une masse élevée. Ce qui signifie que le poids d’un objet varie dans l’univers et dépend de l’astre où il se trouve.

Alors quoi, ma balance m’indique mon poids ou ma masse ? A priori, ce serait ma masse puisque l’unité de mesure utilisée est le kilogramme. Mais en réfléchissant, ma balance ne va pas m’indiquer la même valeur sur la Lune, Venus ou Jupiter. Bin vi, il faut bien que je me mettes dessus et donc je suis dépendant de la force exercée par la planète sur la balance. Elle m’indiquerait en réalité mon poids et non ma masse ? Bordel, quel micmac ! Pas de panique, j’ai oublié de préciser un élément important: la masse et le poids sont liés de façon linéaire et cette liaison est représentée par une formule simple:

P = m x g
Poids (N) = masse (kg) x accélération de la pesanteur (m.s-2)

Il devient facile de mesurer le poids d’un objet si l’on connaît sa masse (sur la Terre, l’accélérateur de la pesanteur (g) vaut environ 9,81 m.s-2 au niveau de la mer). La mesure se fait à l’aide d’un dynamomètre, un appareil qui mesure la déformation d’un ressort (étirement ou compression) lorsqu’une masse y est attachée. Et voilà la réponse ! Ma balance de la salle de bains est donc un dynamomètre qui m’indique bel et bien ma masse (kg), en faisant une conversion pour moi.


[Source image]

Quoi, quoi ? Ma balance n’est pas une balance en fait ?! Et bin oui, ce n’est qu’un dynamomètre, rien de plus. Mais c’est quoi une balance alors ? C’est un appareil qui indique directement la masse d’un objet, sans conversion. Comment est ce possible ? Son principe repose sur la comparaison de la masse d’un objet avec des étalons dont la masse est déjà connue. L’accélération de la pesanteur (g) qui agit sur chacune des masses est identique. Dans ce cas, il est inutile de la prendre en compte dans la formule qui devient:

P = m

En comparant deux poids, on compare donc deux masses. C’est bien beau mais à quoi ça ressemble une balance ? Il existe plusieurs types de balance mais la plus simple est le levier et la plus connue est la balance de Roberval, employée par nos grand-mères et les commerçants du 19e siècle.


[Source image : lien cassé]

Ouf, qui aurait cru qu’une simple balance, pardon dynamomètre, fera autant mal à la tête ? Et ça ne résout toujours pas mon problème : comment dire à une personne quelle est sa masse ? Elle va croire que je la compare à un éléphant !

14 Pierrot ont pris leur plume. Et toi ?

  1. Bas ça dépend, entre copains on s’est déjà amusé à se donner notre poids, mais pas celui de tout le monde, le vrai. En général les gens qui tilte pas, il se posent pas mal de questions… ^^
    C’est vite calculé si on prend g=10 au lieu de 9.81 … :)

    Mercredi 16 septembre 2009 à 21 h 37 min
  2. Kmi

    ¨Pardon, je n’ai pas tout compris. La physique me donnait déjà mal à la tête au lycée!

    Jeudi 17 septembre 2009 à 10 h 24 min
  3. Salut,
    Merci pour ce petit rappel qui fait effectivement hérisser les cheveux des physiciens (mais comme ils sont souvent mal coiffés on ne s’en rend pas toujours compte).

    Juste une petite remarque : tu dis dans ta définition que la masse mesure la quantité de matière mais ce n’est pas tout à fait vrai (oui je fais mon puriste).

    En effet, pour tous les objets macroscopiques qui nous entourent, on peut dire que masse et quantité de matière sont proportionnelles (la quantité de matière en mol et la masse en kg). En revanche, à l’échelle microscopique, la masse n’est pas une grandeur extensive (la quantité de matière n’est plus proportionnelle à la masse) car les atomes possèdent des liaisons énergétiques. Comme énergie et masse sont équivalentes (le fameux E=mc²), si l’on tient compte de ces liaisons, on s’aperçoit que 4 atomes d’hélium sont plus lourds qu’un atome d’oxygène qui contient le même nombre de particules (8protons+8neutrons+8électrons) :

    4 Hélium = 4*4.002602 = 16.010408 g/mol
    1 Oxygène = 15.9994 g/mol

    On voit bien dans cet exemple que masse et quantité de matière ne sont pas strictement équivalentes :shock:

    Jeudi 17 septembre 2009 à 23 h 39 min
  4. Sirtin

    @gor : Par « vrai poids », tu veux dire celui en Newton, celui qui mesure la force d’attraction de la Terre ? Oui, c’est plus simple en prenant g = 10 m.s-2 mais gare aux fadas de la précision !
    ;)

    Kmi : Qu’est ce que tu n’as pas compris ? Sinon, je t’expliquerais à notre prochaine rencontre. Ne t’inquiète pas, j’aurais une boîte d’aspirine sous la main.

    Benjamin : C’est pourquoi les physiciens sont souvent chauves en plus de connaître des trous de mémoire à force de se creuser la cervelle… Ta précision est pertinente, j’ai oublié de faire la distinction entre le monde macroscopique (où nous évoluons) et le monde microscopique (molécules et atomes). A notre échelle, comment définir alors plus précisément la masse sans embrouiller davantage les lecteurs ?
    :P

    Lundi 21 septembre 2009 à 19 h 19 min
  5. enolia

    Bon au final, combien tu pèses ?? :P

    (comme Kmi, j’suis pas sûre d’avoir tout compris, je crois qu’il faudra que je relise 3 fois pour piger le truc :D )

    Jeudi 24 septembre 2009 à 15 h 07 min
  6. Sirtin

    Pas étonnant, j’avais l’esprit embrouillé pendant un moment aussi.
    Va falloir que je fasse un exposé alors ?
    ;)

    A combien s’élève ma masse en kilogrammes ?
    Et bien, plus léger que beaucoup de filles ou pas très loin…
    :mrgreen:

    Vendredi 25 septembre 2009 à 12 h 28 min
  7. enolia

    humm… ça va pas faire avancer tout ce schmilblick :P

    Lundi 28 septembre 2009 à 19 h 20 min
  8. Sirtin

    Tu l’as dit bouffi !
    :twisted:

    Vendredi 2 octobre 2009 à 13 h 11 min
  9. Médard

    Bas ça dépend, entre copains on s’est déjà amusé à se donner notre poids, mais pas celui de tout le monde, le vrai. En général les gens qui tilte pas, il se posent pas mal de questions… ^^
    C’est vite calculé si on prend g=10 au lieu de 9.81 …

    Oui, voilà, c’est pour ça que dans les ateliers on trouve des « daN » (décaNewton) = ça ne les change pas des valeurs « anciennes » ;-))

    Même topo pour les affreux « hPa » (hectoPascal) chers à nos météorologues…

    Vendredi 2 octobre 2009 à 13 h 54 min
  10. Sirtin

    C’est marrant, si je me souviens bien des hPa (jamais vraiment compris ces histoires de pression), c’est le néant pour les daN. Il me semble qu’on utilise plus les Newtons, non ?

    Lundi 5 octobre 2009 à 18 h 38 min
  11. Medard59

    Hpa, c’est pour remplacer les millibars
    1 atmosphère (ancienne unité) normale c’est 1000 millibars (mbar) en gros
    ça fait en gros 10^5 soit 100 kPa Pascal ; or les météorologues sont habituées à des valeurs autour de 1000 ;->
    pas de problème, on dira que ça fait 1000 hPa !

    les garagistes et autres mécaniciens utilisaient le kilogramme-force (horrible mélange entre poids et masse ;-))
    comme l’accélération de la pesanteur vaut 9,81 m/s^2, ça fera grosso modo un facteur 10, et on utilisera les « déca-Newton » daN pour garder la valeur numérique à laquelle les gens sont habitués !!

    Voili, voilo :-)

    Mercredi 7 octobre 2009 à 16 h 07 min
  12. Sirtin

    Merci pour les explications ! J’avoue que je me suis aidé de tableaux de conversion pour y voir plus clair : Unités de pression

    Ouf !
    :D

    Samedi 10 octobre 2009 à 13 h 23 min
  13. floriane

    exact je ne suis que en 2eme j ai double enfin soit tout le monde devrait savoir que le poid se dit pas en kg mais en newton
    et la masse en kg
    soit tout les gens devrait savoir sa car les gens et meme les medecins je precise nous disent tu pese ….
    c est une erreur apres a l ecole on s etonne qu onfait des fautes enormes :D

    Mercredi 14 octobre 2009 à 13 h 17 min
  14. Sirtin

    Oui, tu as raison. Même en connaissant la distinction entre le poids et la masse, comment formuler sa question ? On ne peut pas demander « combien tu pèses ? » ni « quel est ton poids ? » puisque nous demandons la masse de la personne et non son poids.

    Peut être qu’il faudrait trouver une autre formulation, genre « quelle est ta masse ? » mais on se fait comprendre qu’après s’être lancé dans des explications. C’est le problème du vocabulaire courant et scientifique…

    Mercredi 14 octobre 2009 à 17 h 08 min

Les champs marqués d'une astérisque * sont obligatoires

Markup Controls gras italique citer liens
Emoticons Sourire Grand sourire Triste Stupéfait Mouais Classe Sourire taquin Clin d’œil Rougir Démoniaque Tordu Sourire vert

Envie d'une image avec ton nom ?

Alors, va sur le site Gravatar et inscris toi pour télécharger ton image. Il ne reste plus qu'à entrer la même adresse mail sur le blog que celle choisie sur Gravatar et ton avatar est affiché ! Ch'est pô beau cha ?