Comment mesurer la masse

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Quelle différence y a-t-il entre la masse et le poids ? Le poids correspond à l'effet de la gravité sur un objet. La masse correspond à la quantité de matière d'un objet, indépendamment de l'effet de la gravité sur celui-ci. Pour peu que vous ayez l'occasion d'amener un drapeau sur la lune, vous pourrez constater que son poids sera alors divisé par 6, mais que sa masse sera strictement identique ^{[1]
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Source de recherche}.

Méthode 1

Méthode 1 sur 2:
Passer du poids à la masse

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Sachez que F (force) = m (masse) * a (accélération). Cette équation simple va vous permettre de convertir le poids en masse (ou à l'inverse, de passer de la masse au poids). Ne vous laissez pas impressionner par les lettres, nous allons vous expliquer ce qu'elles signifient.
- La force, c'est la même chose que le poids. Comme le poids, elle se mesure en Newtons (N).
- La masse fait partie des éléments de résolution de l'équation, il se peut donc qu'elle ne soit pas connue au début. Une fois que votre équation sera résolue, la masse sera exprimée en kilogrammes (kg).
- L'accélération correspond à la même chose que la force de pesanteur. Sur terre, la pesanteur est constante et vaut 9,78 m/s². Si vous cherchez à mesurer la gravité sur une autre planète, « celle-ci aura une constance gravitationnelle différente ».
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Calculez votre masse à partir du poids en suivant l'exemple suivant ^{[2]
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Source de recherche}. Illustrons le passage du poids à la masse par un exemple. Nous nous trouvons sur terre et nous essayons de déterminer quelle est la masse d'une caisse à savon dont le poids est de 50 N.
- Posez votre équation. F = m * a.
- Placez les variables et les constantes dans l'équation. Nous savons que la force est égale au poids, qui est de 50 N. Nous savons également que la force de pesanteur sur terre est toujours de 9,78 m/s². Placez ces deux données, vous obtenez alors cette équation : 50 N = m * 9,78 m/s²
- Réorganisez l'équation pour la résoudre. L'équation ne peut pas être résolue tant qu'elle est sous cette forme. Il faut diviser 50 N par 9,78 m/s² pour isoler m.
- 50 N / 9,78 m/s² = 5,11 kg. La masse d'une caisse à savon dont le poids est de 50 Newtons sur terre est d'environ 5 kilogrammes, et ce quel que soit l'endroit de l'univers où la course a lieu !
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Passez de la masse au poids. Apprenez à retrouver le poids à partir de la masse à l'aide de cet exemple. Admettons que vous ayez ramassé une pierre de lune sur la Lune (où d'autre auriez-vous pu la trouver ?). Sa masse est de 1,25 kg. Vous souhaitez connaitre son poids lorsque vous la ramènerez avec vous sur terre.
- Posez votre équation. F = m * a.
- Placez les variables et les constantes dans l'équation. La masse et la constante de gravitation sont données. Nous savons donc que F = 1,25 kg * 9,78 m/s².
- Résolvez l'équation. Comme le résultat recherché est déjà isolé d'un côté de l'équation, il n'est pas nécessaire de la réorganiser pour pouvoir la résoudre. Il faut simplement multiplier 1,25 kg par 9,78 m/s², ce qui nous donne 12,23 Newtons.
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Méthode 2

Méthode 2 sur 2:
Mesurer la masse sans résoudre d'équation

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Mesurez la masse gravitationnelle. La masse peut être mesurée à l'aide d'une balance à plateaux. Ce type de balance fonctionne différemment des balances à aiguille ou électroniques les plus courantes. En effet, avec la balance à plateau, on se sert d'une masse connue pour déterminer une masse inconnue. Les autres types de balances mesurent en réalité le poids.
- Lorsque vous mesurez la masse avec une balance à fléau à trois règles ou avec une balance à deux plateaux, c'est la masse gravitationnelle que vous obtenez. Il s'agit d'une mesure statique, ce qui signifie qu'elle n'est fiable que si l'objet mesuré est immobile.
- Une balance à plateaux peut mesurer à la fois le poids et la masse. Étant donné que la masse des poids utilisés est soumise aux mêmes conditions que l'objet dont on cherche à mesurer la masse, la balance à plateaux fournit une mesure précise indépendamment des variations de la constante gravitationnelle dues à l'environnement.
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Mesurez la masse inerte. La masse inerte se mesure de façon dynamique, c'est-à-dire qu'elle ne peut être mesurée que lorsque l'objet est en mouvement. L'inertie d'un objet sert à quantifier la quantité de matière.
- Pour mesurer la masse inerte, on se sert d'une balance inertielle.
- Fixez la balance inertielle à la table.
- Calibrez la balance inertielle. Pour cela, actionnez-la à vide et comptez le nombre de mouvements sur une période de temps donnée, par exemple sur 30 secondes.
- Placez ensuite un objet de masse connue dans le réceptacle et répétez l'opération.
- Refaites la même expérience avec différents objets de masse connue pour finir de calibrer la balance.
- Actionnez la balance inertielle avec un objet de masse inconnue.
- Réalisez un graphique sur lequel vous reporterez les résultats obtenus pour pouvoir déterminer la masse du dernier objet.
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Conseils

La masse d'un objet ne varie pas en fonction de la façon dont elle est mesurée.
La balance inertielle peut être utilisée pour déterminer la masse d'un objet dans un environnement où il n'y a aucune gravité.