3e prépa-métiers | Physique-Chimie | Mouvement et interactions
Dernière mise à jour : 21 octobre 2026
Avant de commencer, tu dois savoir…
Mesurer une longueur en centimètres avec une règle (maths).
Faire une multiplication et une division à la calculatrice (maths).
Une flèche montre une direction et un sens : tu l'as vu pour la vitesse (chapitre 7).
Objectifs du chapitre :
C1 – Distinguer une action de contact et une action à distance ; construire un diagramme objet-interaction simple.
C2 – Décrire une force : point d'application, direction, sens, valeur en newtons.
C3 – Représenter une force par une flèche à l'échelle (et lire une flèche).
C4 – Distinguer masse et poids (grandeur, unité, appareil de mesure).
C5 – Calculer un poids avec P = m × g (ou une masse à partir du poids), sur Terre et sur la Lune.
1. Situation d'entrée — Un sac de ciment sur la Lune
Situation — Plus léger là-haut ?
Sur un chantier, Karim porte un sac de ciment de 35 kg. C'est lourd !
Un astronaute emporte le même sac sur la Lune.
Question 1 : sur la Lune, les « 35 kg » du sac changent-ils ? Question 2 : sur la Lune, le sac est-il plus facile à soulever ? Combien de fois plus facile ?
Les réponses sont à la fin de la section 6.
2. Actions de contact et actions à distance (C1)
Définition
Un objet peut agir sur un autre objet : il peut le pousser, le tirer, le soulever, l'attirer…
On dit que l'objet exerce une action. Il y a deux sortes d'actions :
une action de contact : les deux objets se touchent (une main pousse un chariot) ;
une action à distance : les deux objets ne se touchent pas (un aimant attire un trombone, la Terre attire un ballon qui tombe).
Une action de contact (les objets se touchent) et deux actions à distance (les objets ne se touchent pas).
À savoir
La Terre attire tous les objets, même sans les toucher : c'est la gravitation.
C'est pour cela qu'un objet lâché tombe. Cette action à distance s'appelle le poids (section 5).
Définition
Un diagramme objet-interaction est un schéma qui montre qui agit sur l'objet étudié.
On écrit l'objet étudié au centre, dans un cadre de couleur.
On écrit autour les objets qui agissent sur lui.
On les relie par un trait plein pour une action de contact.
On les relie par un trait en pointillés pour une action à distance.
MéthodeConstruire un diagramme objet-interaction
1
J'écris l'objet étudié au centre, dans un cadre.
2
Je cherche les objets qui le touchent. Je les relie par un trait plein.
3
J'ajoute la Terre (elle attire toujours l'objet). Je la relie par des pointillés.
4
Je cherche s'il y a un aimant près de l'objet. Si oui : pointillés aussi.
Exemple : sur un chantier, une grue soulève une palette de parpaings. La palette est accrochée au câble de la grue. On étudie la palette.
À gauche, la situation. À droite, le diagramme objet-interaction de la palette.
1
Objet étudié : la palette, au centre.
2
Qui touche la palette ? Le câble (par le crochet). Le sol ne la touche pas : elle est en l'air. Trait plein entre câble et palette.
3
La Terre attire la palette : pointillés entre Terre et palette.
4
Pas d'aimant : le diagramme est fini. Il y a 2 actions sur la palette.
Attention
On ne relie que les objets qui agissent sur l'objet étudié, pas les objets entre eux.
L'air agit aussi un peu sur les objets. Dans ce chapitre, on ne le compte pas.
À toi (C1)
Un ballon de football est posé sur le sol d'un terrain. Il ne bouge pas. On étudie le ballon.
a) Quel objet touche le ballon ?
b) Quel objet agit à distance sur le ballon ?
c) Construis le diagramme objet-interaction du ballon.
a) Le sol touche le ballon : action de contact.
b) La Terre attire le ballon : action à distance.
c) Le diagramme :
Diagramme objet-interaction du ballon posé sur le sol.
3. Décrire une force (C2)
Définition
En physique, on représente une action par une force.
Une force est décrite par quatre caractéristiques :
son point d'application : l'endroit où l'action s'exerce sur l'objet ;
sa direction : la ligne de l'action (verticale, horizontale, penchée…) ;
son sens : vers où elle agit sur cette ligne (vers le haut, vers la droite…) ;
sa valeur : un nombre en newtons (symbole N).
À savoir
La valeur d'une force se mesure avec un dynamomètre.
Dedans, il y a un ressort. Plus la force est grande, plus le ressort s'allonge.
On lit la valeur en face de l'index (le trait rouge), comme sur une règle.
Le dynamomètre indique 3 N : le sachet de vis tire sur le crochet avec une force de 3 N.
MéthodeDécrire une force
1
Point d'application : je dis où l'action touche l'objet. Pour une action à distance (le poids), je prends le centre de l'objet.
2
Direction : verticale, horizontale ou penchée.
3
Sens : vers le haut, vers le bas, vers la droite, vers la gauche.
4
Valeur : le nombre, suivi de l'unité N.
Exemple : le câble de la grue tire la palette vers le haut. Le capteur de la grue indique une force de 5 000 N.
La force exercée par le câble sur la palette. Le point noir est le point d'application.
1
Point d'application : le crochet, là où le câble touche la palette.
2
Direction : verticale (le câble pend tout droit).
3
Sens : vers le haut (le câble tire la palette vers le haut).
4
Valeur : 5 000 N.
Attention
Ne confonds pas direction et sens. « Verticale » est une direction. « Vers le haut » et « vers le bas » sont les deux sens possibles sur cette direction.
À toi (C2)
Une voiture tire une remorque sur une route plate. La force exercée par la voiture sur la remorque est dessinée ci-dessous.
La force F exercée par la voiture sur la remorque. Le point noir est le point d'application.
Donne les quatre caractéristiques de la force F.
Point d'application : le point d'attelage.
Direction : horizontale.
Sens : vers la droite (vers la voiture).
Valeur : 1 500 N.
4. Dessiner et lire une flèche à l'échelle (C3)
Définition
On dessine une force par une flèche :
la flèche part du point d'application (on le marque d'un point) ;
elle est posée sur la direction de la force ;
elle pointe dans le sens de la force ;
sa longueur dépend de la valeur, grâce à une échelle.
Exemple d'échelle : « 1 cm ↔ 2 N » veut dire : 1 cm de flèche représente 2 newtons.
MéthodeDessiner une force à l'échelle
1
Je calcule la longueur : longueur (cm) = valeur (N) ÷ échelle (N pour 1 cm).
2
Je marque le point d'application par un point.
3
Je trace, à la règle, un trait de la bonne longueur, dans la bonne direction.
4
Je mets la pointe dans le bon sens. J'écris le nom de la force à côté.
Exemple : le poids d'un ballon de basket vaut 6 N. On le dessine avec l'échelle 1 cm ↔ 2 N. Le poids part du centre du ballon, il est vertical, vers le bas.
Le poids du ballon dessiné à l'échelle : 3 carreaux pour 6 N.
1
Longueur = 6 ÷ 2 = 3 cm.
2
Je marque le centre du ballon d'un point.
3
Je trace un trait vertical de 3 cm à partir de ce point.
4
La pointe est en bas. J'écris « P = 6 N ».
MéthodeLire la valeur d'une force sur une flèche
1
Je mesure la flèche à la règle (ou je compte les carreaux).
2
Je calcule : valeur (N) = longueur (cm) × échelle (N pour 1 cm).
3
J'écris le résultat avec l'unité N.
Exemple : une flèche mesure 5 cm. L'échelle est 1 cm ↔ 100 N.
Valeur = 5 × 100 = 500 N.
Astuce : sur un écran, les dessins peuvent être agrandis ou réduits. Compte alors les carreaux au lieu de mesurer à la règle.
À toi (C3)
Inès tire sa luge avec une corde horizontale. La force de la corde sur la luge est dessinée ci-dessous. Échelle : 1 cm ↔ 50 N.
La force F exercée par la corde sur la luge.
a) Combien de carreaux mesure la flèche ?
b) Calcule la valeur de la force F.
a) La flèche mesure 4 carreaux, donc 4 cm.
b) Valeur = 4 × 50 = 200 N.
5. Masse et poids : deux choses différentes (C4)
Définition
La masse d'un objet dit combien il y a de matière dans l'objet.
Symbole : m. Unité : le kilogramme (kg).
On la mesure avec une balance.
Elle est la même partout : sur la Terre, sur la Lune, dans l'espace.
Définition
Le poids d'un objet est la force avec laquelle l'astre (la Terre, la Lune…) attire l'objet, à distance.
Symbole : P. Unité : le newton (N).
On le mesure avec un dynamomètre.
Il change selon l'astre : sur la Lune, il est plus petit que sur la Terre.
Comme toute force, il a un point d'application (le centre de l'objet), une direction (verticale), un sens (vers le bas) et une valeur.
Le même paquet de farine : sa masse (balance) et son poids sur Terre (dynamomètre).
Masse
Poids
Ce que c'est
la quantité de matière
une force : l'attraction de l'astre
Symbole
m
P
Unité
kilogramme (kg)
newton (N)
Appareil de mesure
balance
dynamomètre
Sur la Lune
ne change pas
change : il est plus petit que sur Terre
MéthodeReconnaître une masse ou un poids
1
Je regarde l'unité de la valeur.
2
En kg (ou g) : c'est une masse. En N : c'est un poids (une force).
Attention
Dans la vie courante, on dit « ce sac pèse 35 kg ». En physique, c'est faux : 35 kg est la masse du sac. Son poids s'écrit en newtons.
À toi (C4)
Pour chaque valeur, dis si c'est une masse ou un poids, puis donne l'appareil qui la mesure.
a) 35 kg b) 343 N c) 56 N d) 0,6 kg
a) 35 kg : unité kg → masse, mesurée avec une balance.
b) 343 N : unité N → poids, mesuré avec un dynamomètre.
c) 56 N : unité N → poids, mesuré avec un dynamomètre.
d) 0,6 kg : unité kg → masse, mesurée avec une balance.
6. Calculer un poids : P = m × g (C5)
Définition
Le poids se calcule avec la formule :
P = m × g
P : le poids, en newtons (N) ;
m : la masse, en kilogrammes (kg) ;
g : l'intensité de la pesanteur, en newtons par kilogramme (N/kg). Elle dépend de l'astre.
Pour trouver la masse à partir du poids : m = P / g.
Astre
Intensité de la pesanteur g
Ce que cela veut dire
Terre
9,8 N/kg
1 kg est attiré avec une force de 9,8 N
Lune
1,6 N/kg
1 kg est attiré avec une force de 1,6 N
Mars
3,7 N/kg
1 kg est attiré avec une force de 3,7 N
Source : NASA, Planetary Fact Sheet (fiches des planètes et de la Lune, valeurs de la gravité à la surface).
Astuce : sur Terre, on arrondit parfois g à 10 N/kg pour calculer de tête. On le fait seulement si l'énoncé le dit. Sinon, on prend 9,8 N/kg.
MéthodeCalculer un poids
1
J'écris la masse m en kg.
2
Je choisis g selon l'astre : Terre 9,8 ; Lune 1,6.
3
J'écris la formule : P = m × g.
4
Je remplace et je calcule à la calculatrice.
5
J'écris le résultat avec l'unité N.
Exemple 1 : calculer le poids du sac de ciment de 35 kg sur la Terre.
1
m = 35 kg.
2
Sur la Terre : g = 9,8 N/kg.
3
P = m × g
4
P = 35 × 9,8 = 343
5
P = 343 N.
Exemple 2 : un astronaute a une masse de 80 kg. Calculer son poids sur la Terre, puis sur la Lune.
1
Sur la Terre : P = 80 × 9,8 = 784 N.
2
Sur la Lune : P = 80 × 1,6 = 128 N.
3
Sa masse reste 80 kg partout. Seul son poids change.
Le même astronaute : même masse, mais un poids environ 6 fois plus petit sur la Lune. Les flèches sont à l'échelle 1 cm ↔ 200 N.
Exemple 3 (trouver une masse) : sur la Terre, un dynamomètre indique que le poids d'un seau de sable est 49 N. Quelle est sa masse ?
1
Je connais P = 49 N et g = 9,8 N/kg (Terre). Je cherche m.
2
J'écris la formule : m = P / g.
3
m = 49 / 9,8 = 5
4
m = 5 kg.
Attention
La masse doit être en kg. Si elle est en grammes, je divise d'abord par 1 000 : 600 g = 0,6 kg.
Vérifie ton résultat : sur la Terre, le poids en N vaut environ 10 fois la masse en kg. Sur la Lune, il est environ 6 fois plus petit que sur la Terre.
À toi (C5)
Un ballon de basket a une masse d'environ 0,6 kg.
Calcule son poids sur la Terre. Arrondis au dixième.
m = 0,6 kg ; g = 9,8 N/kg.
P = m × g = 0,6 × 9,8 = 5,88, soit environ 5,9 N.
C'est presque les 6 N de l'exemple de la section 4.
À toi (C5)
Calcule le poids du sac de ciment de 35 kg sur la Lune.
m = 35 kg ; sur la Lune, g = 1,6 N/kg.
P = m × g = 35 × 1,6 = 56 N.
À toi (C5)
Sur la Terre, un dynamomètre indique que le poids d'une valise est 98 N.
Calcule la masse de la valise.
P = 98 N ; g = 9,8 N/kg. Je cherche m : m = P / g.
m = 98 / 9,8 = 10 kg.
Réponse à la situation d'entrée :
1
Non. 35 kg est la masse du sac. La masse ne change pas : sur la Lune, le sac a toujours une masse de 35 kg.
2
Oui. Ce qu'on sent en soulevant, c'est le poids. Sur la Terre : 35 × 9,8 = 343 N. Sur la Lune : 35 × 1,6 = 56 N. 343 ÷ 56 ≈ 6 : le sac est environ 6 fois plus facile à soulever sur la Lune.
7. L'essentiel à retenir
À retenir :
Action de contact : les objets se touchent. Action à distance : ils ne se touchent pas (Terre, aimant).
Diagramme objet-interaction : l'objet étudié au centre ; trait plein = contact ; pointillés = à distance.
Une force a un point d'application, une direction, un sens et une valeur en newtons (N).
Flèche à l'échelle : elle part du point d'application. Longueur = valeur ÷ échelle ; valeur = longueur × échelle.
Masse : m, en kg, avec une balance, la même partout.
Poids : P, en N, avec un dynamomètre, change selon l'astre ; vertical, vers le bas.
P = m × g et m = P / g. Terre : g = 9,8 N/kg ; Lune : g = 1,6 N/kg.
Erreurs fréquentes
Dire « il pèse 35 kg » : 35 kg est une masse ; le poids s'écrit en N.
Croire que la masse change sur la Lune : seul le poids change.
Confondre direction et sens : « verticale » est une direction ; « vers le bas » est un sens.
Faire partir la flèche n'importe où : elle part toujours du point d'application.
Oublier l'échelle : une flèche de 3 cm ne veut pas dire 3 N.
Oublier de convertir les grammes : dans P = m × g, la masse est en kg.
Oublier la Terre dans le diagramme objet-interaction : elle agit toujours, à distance.