Caractéristiques du poids d'un corps
Méthode : Détermination de la verticale d'un lieu
Suspendons un fil à plomb en un point donné P. Après quelques mouvements, l'objet suspendu au bout du fil s'immobilise et le fil prend une direction donnée. Le fil prend toujours cette direction si on reprend l'expérience avec n'importe quel autre objet au bout du fil : cette direction du fil est la verticale du point de suspension P.
Méthode : Direction du poids
Suspendons un objet à un fil. A l'équilibre, l'objet est soumis à deux forces :
la tension du fil qui est dirigée suivant le fil : elle est donc verticale,
le poids de l'objet lui-même.
Selon les conditions nécessaires d'équilibre d'un corps soumis à deux forces, on peut dire que le fil est sur la droite d'action du poids : la direction du poids est verticale.
La direction du poids est la verticale du lieu.
Définition : Centre de gravité d'un corps
Le centre de gravité d'un corps est un point par lequel passe toujours la droite d'action du poids de ce corps quelle que soit la position du corps.
Remarque :
Comme le fil auquel est suspendu le corps est sur la droite d'action du poids de ce corps, on peut dire que le centre de gravité du corps est sur la même droite que le fil.
Le centre de gravité se note G.
Position du centre de gravité
Lorsqu'un solide homogène possède un élément de symétrie (centre, axe, plan de symétrie), le centre de gravité se trouve sur cet élément de symétrie.
Lorsque le solide possède plus d'un élément de symétrie, le centre de gravité se trouve à l'intersection de ces éléments de symétrie.
Sphère ou boule |
Cylindre |
Cube |
Cône |
Méthode : Détermination expérimentale de la position du centre de gravité
Suspendons une plaque à un fil par différents points A, B, C, D... Le fil étant à chaque fois sur la droite d'action du poids, le centre de gravité G de la plaque se trouve à chaque fois sur le prolongement du fil. Il se trouve donc à l'intersection des prolongements du fil.
Point d'application du poids
Le point d'application du poids d'un corps est son centre de gravité.
Remarque :
Si les parties d'un corps se détachent en l'air, chaque partie tombe car elle attirée par la terre. Le poids d'un corps est donc une force répartie sur l'ensemble de l'objet. Cependant l'ensemble de toutes les forces peut être représenté par une force unique dont le point d'application est le centre de gravité.
Méthode : Mesure de l'intensité du poids
Comme pour toute force, la mesure de l'intensité du poids se fait à l'aide d'un dynamomètre. Les dynamomètres peuvent être circulaires ou à ressort. Il suffit d'accrocher l'objet et lire l’intensité du poids.
Unité de l'intensité du poids
Comme toute force, l'unité de l'intensité du poids est le newton (symbole :N)
Fondamental : Caractéristiques du poids d'un corps
Direction : verticale du lieu ;
Sens : le poids est orienté vers le bas ;
Point d'application : le centre de gravité G de l'objet ;
Intensité : elle est donnée par l'indication d'un dynamomètre.
Méthode : Représentation vectorielle du poids
Le poids d'un corps est une force qui peut alors être représentée par un vecteur noté dont les caractéristiques sont celles du poids c'est-à-dire que :
l'origine du vecteur poids est le centre de gravité du corps ;
la direction du vecteur poids est la verticale ;
le vecteur poids est orienté vers les bas ;
la longueur du vecteur poids est proportionnelle à l'intensité du poids.