entre Poids et Masse, mon coeur balance!

[jojo17]

Bonjour,
après réflexion, je me tourne vers vous afin de vous demandez de l'aide. s'il vous plaît.
Que mesure une balance, est-ce le poids ou la masse d'un objet?

Merci.
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[invité576543]

Bonjour,
après réflexion, je me tourne vers vous afin de vous demandez de l'aide. s'il vous plaît.
Que mesure une balance, est-ce le poids ou la masse d'un objet?

Merci.

Bonjour,

Ca dépend du type de balance. Poses-toi la question de ce qu'elles indiquent si tu les utilises sur la Lune. Celles qui donnent le même résultat que sur Terre mesurent la masse, celles qui donnent un résultat 6 fois moindre indiquent le poids. (En première approximation...)

Cordialement,

[invite603107e6]

Bonjour,
une balance est sensible au poids d'un objet.

[invitea3fc981a]

Les balances affichent une quantité en kilogrammes (du moins les balances classiques qu'on a à la maison), il s'agit donc bien d'une masse et non d'un poids (le poids est une force qui s'exprime en Newton).

Les balances sont bien sensibles au poids, mais elles sont "calibrées" pour afficher la masse correspondante, tout simplement en prenant M=P/g avec g=9,81 m/s².

L'utilisation d'une balance présuppose donc qu'on soit dans le champ de pesanteur terrestre (ou sous une accélération équivalente) pour que la masse affichée soit la bonne. Si on utilisait une balance sur la Lune, à masse égale la force ne serait pas la même, et la balance n'afficherait donc pas la bonne valeur de M (puisque la valeur de g est différente sur la Lune).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite92276dd8]

Mais elle indique la masse. Une balance telle qu'on en a tous dans la cuisine ou la salle de bain indique la masse (en kg, donc) mais elle est prévue pour fonctionner sur Terre.
Une balance est sensible à la force qu'on applique dessus.
En revanche, la balance à plateaux ou de Roberval (la balance de la Justice) dépend bel et bien de la masse. Qu'on soit sur Terre ou sur la Lune, elle marque l'équilibre des forces en présence.

Bon, en fait, toutes les balances dépendent du poids (la masse et le poids sont liés... directement !), mais l'objectif reste la mesure de la masse.

[invité576543]

Bonjour,

Mais on peut imaginer des dispositifs qui mesurent la masse. Sont trop compliqués par rapport aux dispositifs marchant grâce au poids, donc ne sont pas d'usage courant.

Bon exercice de physique: proposer des dispositifs mesurant la masse et utilisables en micro-pesanteur, dans l'ISS par exemple. (Comment font-ils là-haut pour vérifier qu'ils ne maigrissent ou grossissent pas trop?)

Cordialement,

[invite92276dd8]

Tu t'accroches à un ressort, tu t'arranges pour qu'il n'oscille que dans le sens longitudinal et tu tires.

Ta masse dépend alors de la pseudo-période des oscillations !

[invite92276dd8]

Là, il faut de la place :

on installe un rotor et on s'accroche à une corde (ou une barre) fixée au moyeu. L'effort à appliquer au moyeu à l'opposé pour équilibrer le tout te donne ta masse !

[jojo17]

autre petite question.
lorsque l'on parle du principe d'équivalence postulant l'équivalence de la masse inerte et de la masse pesante, faut-il entendre que la "force d'inertie" et égale au poids de la masse considérée? Autrement dit, que leur somme vectorielle soit nul, si l'on peut dire que l'inertie peut être une force?
Cordialement

[jojo17]

pardon, merci pour vos réponses à la première question!

[invite9c9b9968]

Bien vu

Maintenant il reste à bien dimensionner le ressort pour éviter qu'il subisse une déformation violemment inélastique

[invite92276dd8]

déformation violemment inélastique

Je ne suis pas une brute


au fait, une déformation inélastique est une déformation plastique...

[invite92276dd8]

faut-il entendre que la "force d'inertie" et égale au poids de la masse considérée? Autrement dit, que leur somme vectorielle soit nul, si l'on peut dire que l'inertie peut être une force?

Je ne pense pas que l'inertie soit une force ! Telle que tu la décris, c'est la difficulté que l'on a à modifier l'état dans lequel se trouve l'objet. Donc l'effort (force) à appliquer.

Je précise que le poids est dirigé verticalement. Si tu veux déplacer ton objet, il faut lui appliquer une force non verticale (à moins de le soulever) qui dépend effectivement de la masse.
Je ne sais saisis pas exactement ta question, mais j'y ai peut être répondu ?

[jojo17]

l'inertie est bien la résistance d'une masse à son deplacement? Ne peut-on pas la représenté par un vecteur dont la valeur serait proportionnelle à la masse et dans le sens opposé au mouvement?

[sitalgo]

Une balance mesure le poids apparent, cad le poids gravitaire moins la poussée d'Archimède.
Une masse d'1 kg de plomb est plus lourd sur une balance qu'un kilo de plume.
Il faut environ 21 kg de produit pour faire 1m3 de polystyrène expansé à 20 kg/m3.
Sous l'eau on ne peut pas peser 1kg de chêne avec une balance ordinaire.

"l'inertie est bien la résistance d'une masse à son deplacement?"
Plus exactement à sa variation de vitesse. L'inertie est comme une énergie potentielle, ça se manifeste que quand on y touche.
Si on y touche ça donne une force de réaction que tu appelles force d'inertie. Elle est proportionnelle à la masse et à la variation de vitesse (l'accélération).
Quant à représenter l'inertie sous forme de vecteur, si ça peut servir pourquoi pas, mais dans le sens du mouvement.

[jiherve]

Bonsoir
une balance de comparaison (roberval, trebuchet,romaine etc) permet de comparer des masses, la valeur "mesurée" ne dépend pas du champ de gravité tant que celui ci n'est pas nul.
Celles utilisant un autre principe physique (ex piézo) voient leur mesure varier avec la gravité.
Me goure je?
JR

[sitalgo]

En effet les balance a ressort supposent une gravité constante.

Mais on peut imaginer une balance d'Archimède, indépendante de la gravité, sous forme d'un bac gradué flottant, qui s'enfonce dans l'eau en fonction du poids de ce qu'on met dedans. Ca revient indirectement à comparer avec le poids/densité de l'eau.
L'outil inverse est le densimètre.

[invite92276dd8]

indépendante de la gravité,

(...)

en fonction du poids de ce qu'on met dedans.

Tu ne te contredis pas, là ?

Je pense que ton système ne fonctionne que dans un champ de pesanteur !

[invite45f8e17a]

J'adore ce site! la discution est vraiment interessante mais comment ça par en live (c'est du bon "live").

pardon, merci pour vos réponses à la première question!

voilà :

Les balances affichent une quantité en kilogrammes (du moins les balances classiques qu'on a à la maison), il s'agit donc bien d'une masse et non d'un poids (le poids est une force qui s'exprime en Newton).

...

...

[invité576543]

Bonsoir
une balance de comparaison (roberval, trebuchet,romaine etc) permet de comparer des masses, la valeur "mesurée" ne dépend pas du champ de gravité tant que celui ci n'est pas nul.
Celles utilisant un autre principe physique (ex piézo) voient leur mesure varier avec la gravité.
Me goure je?
JR

Bonjour,

Ca semble correct. La comparaison entre poids (Roberval, romaine, Archimède) peut être considérée comme une mesure de masse, la comparaison entre poids et une autre force (élasticité, que ce soit piézo, ressort) mesure une force, le poids donc, pas la masse.

A l'inverse, un baromètre basé sur la comparaison avec un poids (baromètre à mercure) donne une indication de "pression" dépendant de la gravité (z'avez qu'à essayer de le mettre mentalement dans l'ISS, ou tout simplement le mettre à l'envers ) alors qu'un baromètre basé sur l'élasticité (baromètre anéroïde, à chambre vide) donne la bonne mesure de pression partout (et dans n'importe quelle position)!

Les mesures directes de la masse sont des mesures d'inertie (les mesures de masse grave sont difficiles à notre échelle), l'oscillateur à ressort en est un exemple. On peut aussi mesurer une vitesse (longueur de parcours, durée de parcours) sous l'influence d'une force calibrée, genre champ magnétique ou électrique (c'est le principe sous-jacent aux spectrographes de masse; d'accord pas terrible pour mesurer la masse de carottes sur le marché).

Une question intéressante est si on peut faire un dispositif statique mesurant l'inertie. De par la notion même d'inertie, cela semble difficile sinon impossible.

Cordialement,

[invite0e4ceef6]

question subsidiaire, vous avez dans l'iss une sphère liquide comment faite vous pour mesurer sa masse..

ps, pas le droit de se servir d'un récipiant pour se faire, pas le droit de tricher..

et je vous souhaite.... bonne chance

[sitalgo]

Jecario : " Je pense que ton système ne fonctionne que dans un champ de pesanteur ! "

Effectivement, en fait il y a 3 cas
1 Pas besoin de pesanteur
2 Besoin de pesanteur quelconque
3 Besoin de pesanteur fixe

Ca prête à confusion puisque "indépendant de la gravité" s'applique à 1 et 2. Une balance d'Archimède a besoin de gravité, comme roberval, mais peu importe sa valeur. Elle fonctionnera aussi dans la mer des tempête sur la lune, s'il n'y a pas trop de vagues.

Hors pesanteur on peut imaginer un système centrifuge, un système à quantité de mouvement.

[invite3d5cbcad]

ceux qui disent qu'une balance mesure directement la masse d'un objet je voudré qu'ils m'expliquent comment ils font. il existe a ma conaissance deux moyens simples de mesurer une masse : avec la formule P=mg qui dans ce cas nécessite de savoir le poids de l'objet pour en déterminer la masse et aussi avec la formule m=masse volumique*volume qui là nécéssite de connaitre le volume de l'objet mais aussi sa masse volumique précise pour obtenir une masse assez proche de la réalité. a mon gout la première est plus apliquable que la deuxième mais pour ce qui est d'un calcul direct de la masse je voudrais bien en savoir plus...

[invite9c9b9968]

Et bah lis le fil en entier et tu verras plusieurs solutions proposées

Il est normal qu'elle ne te viennent pas à l'esprit immédiatemment, tu n'as peut-être pas encore vu les notions sous-jacentes en cours (encore que, le ressort ça se voit au lycée il me semble)

[invitebcc40392]

A mon avis, la balance ne mesure que le poid d'un objet (qui devrait etre donné en Newton) et non pas sa masse !
Celle ci est calculée par la balance selon la formule m = P/g avec g=10 au lieu de 9.81


Pour preuve la balance peut etre utilisé en position verticale, entre un mur et un objet que l'on pousse, il s'affichera alors un nombre correspondant à la force exercée sur l'objet en Newton et non pas à la masse de l'objet !

[invité576543]

A mon avis, la balance ne mesure que le poid d'un objet (qui devrait etre donné en Newton) et non pas sa masse !

Bonjour,

Ca dépend de la balance. C'est discutable pour une balance de Roberval! (2)

C'est comme dire qu'un thermomètre à alcool ne mesure qu'une distance (la hauteur de la colonne) ou qu'un volume (le volume d'alcool).

Tout ça c'est vrai, mais manque le point.

C'est plus que courant qu'une grandeur soit mesurée par ses effets (dilatation dans le cas du thermomètre à alcool) et non pas en ce qu'elle est directement (agitation des molécules).

Mesurer une grandeur en comparant l'effet du truc à mesurer et l'effet d'un étalon est bien une mesure de la grandeur (1). Une balance de Roberval fait exactement cela: elle compare un effet de la masse (le poids), avec le même effet d'un étalon.

Vu comme ça c'est bien une mesure de masse, de même qu'un thermomètre à alcool mesure une température, pas un volume.

Cordialement,

(1) C'est ce qui est fait indirectement avec un thermomètre à alcool, les graduations étant établies par application à un étalon. C'est exactement ce que l'on fait quand on règle le 0 en plongeant le thermomètre dans un mélange eau/glace.

(2) En fait pour toutes les balances. On peut appliquer le même raisonnement, mais pour une balance "élastique", il faut préciser que les graduations ne sont valables que dans des conditions particulières (accélération perpendiculaire à la surface et égale à 1 g). Si les graduations sont en Newton, on mesure une force et les conditions particulières disparaissent.