← Retour au sommaire 3e prépa-métiers

Chapitre 8 – Forces, poids et masse

3e prépa-métiers  |  Physique-Chimie  |  Mouvement et interactions

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

Avant de commencer, tu dois savoir…
Objectifs du chapitre :

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 :
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.
Méthode Construire 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.
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
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 :

3. Décrire une force (C2)

Définition En physique, on représente une action par une force.
Une force est décrite par quatre caractéristiques :
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.
Méthode Décrire 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.
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.

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 : Exemple d'échelle : « 1 cm ↔ 2 N » veut dire : 1 cm de flèche représente 2 newtons.
Méthode Dessiner 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.
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 ».
Méthode Lire 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.

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.
Définition Le poids d'un objet est la force avec laquelle l'astre (la Terre, la Lune…) attire l'objet, à distance.
MassePoids
Ce que c'estla quantité de matièreune force : l'attraction de l'astre
SymbolemP
Unitékilogramme (kg)newton (N)
Appareil de mesurebalancedynamomètre
Sur la Lunene change paschange : il est plus petit que sur Terre
Méthode Reconnaître 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

Pour trouver la masse à partir du poids : m = P / g.
AstreIntensité de la pesanteur gCe que cela veut dire
Terre9,8 N/kg1 kg est attiré avec une force de 9,8 N
Lune1,6 N/kg1 kg est attiré avec une force de 1,6 N
Mars3,7 N/kg1 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.
Méthode Calculer 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.
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
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 :
Erreurs fréquentes