La masse et le poids sont faciles à confondre. La différence est plus que quelque chose qui afflige les élèves à faire leurs devoirs - il est à la pointe de la science. Vous pouvez aider les enfants à comprendre cela en passant en revue les unités et en discutant la gravité, d'où vient la masse et comment la masse et le poids agissent dans des situations différentes.

Masse vs Poids

Une différence importante entre masse et poids le poids est que le poids est une force tandis que la masse ne l'est pas. Le poids fait spécifiquement référence à la force appliquée à un objet. La masse reflète la quantité de matière (c'est-à-dire, les électrons, les protons et les neutrons) qu'un objet contient. Nous pouvons placer une échelle sur la lune et y peser un objet. Le poids sera différent parce que la force de gravité est différente. Mais la masse sera la même.

Unités pour la masse et le poids

Aux États-Unis, les échelles domestiques et commerciales mesurent le poids en livres, une mesure de la force, alors que dans presque tous les autres pays dans le monde, les balances mesurent en unités métriques, comme les grammes ou les kilogrammes (1 000 grammes). Même si vous pourriez dire que quelque chose «pèse» 10 kilogrammes, vous parlez en fait de sa masse, pas du poids. En science, le poids est mesuré en Newtons, l'unité de force, mais ce n'est pas utilisé dans la vie quotidienne.

Poids: force due à la pesanteur

Le poids est la force avec laquelle agit la gravité un objet. Pour convertir entre la masse et le poids, vous utilisez la valeur de l'accélération gravitationnelle g = 9,81 mètres par seconde au carré. Pour calculer le poids, W, en Newtons, vous multipliez la masse, m, en kilogrammes fois g: W = mg. Pour obtenir la masse du poids, vous divisez le poids par g: m = W /g. Une échelle métrique utilise cette équation pour vous donner une masse, bien que les mécanismes internes de l'échelle répondent à la force.

Avec les enfants, il est utile de parler de poids sur une autre planète, la lune ou un astéroïde. La valeur de g est différente, mais le principe est le même. Cependant, les formules s'appliquent seulement près de la surface, où l'accélération gravitationnelle ne change pas beaucoup avec l'emplacement. Loin de la surface, vous devez utiliser la formule de Newton pour la force gravitationnelle entre deux objets éloignés. Cependant, nous ne nous référons pas à cette force comme poids.

Les lois du mouvement de Newton

La première loi du mouvement de Newton stipule que les objets au repos tendent à rester au repos, tandis que les objets en mouvement tendent rester en mouvement. La deuxième loi de Newton dit que l'accélération, a, d'un objet est égale à la force nette sur elle, F, divisée par sa masse: a = F /m. Une accélération est un changement de mouvement, donc pour changer l'état de mouvement d'un objet, vous appliquez une force. L'inertie ou la masse d'un objet résiste au changement.

La masse gravitationnelle versus la masse inertielle

Parce que l'accélération est une propriété du mouvement, pas de la matière, on peut la mesurer sans se soucier de la force ou de la masse . Supposons que vous appliquiez une force mécanique connue sur un objet, que vous en mesuriez l'accélération et que vous en calculiez la masse. C'est la masse inertielle de l'objet. Vous arrangez alors une situation dans laquelle la seule force sur l'objet est la pesanteur, et encore mesurez son accélération et calculez sa masse. C'est ce qu'on appelle la masse gravitationnelle de l'objet. Les physiciens se demandent depuis longtemps si la masse gravitationnelle et inertielle est vraiment identique. L'idée qu'ils sont identiques s'appelle le principe d'équivalence, et a des conséquences importantes pour les lois de la physique. Pendant des centaines d'années, les physiciens ont effectué des expériences sensibles pour tester le principe d'équivalence. À partir de 2008, les meilleures expériences l'ont confirmé à une partie dans 10 billions.