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Nous l’avons déjà tous vécu! Lorsqu’un ascenseur commence à descendre, nous avons subitement l’impression de perdre du poids. Ne s’agit-il que d’une illusion, ou notre poids change-t-il réellement?
Si nous montions sur un pèse-personne dans un ascenseur, celui-ci indiquerait en effet une valeur plus faible au moment de l’accélération vers le bas. Est-ce la preuve que notre poids aurait diminué ?
Non ! Pour la simple raison que pendant l’accélération de l’ascenseur, le pèse-personne n’indique plus notre poids.
Lorsque la cabine d’ascenseur est au repos, nos pieds appuient sur le pèse-personne avec une force égale à notre poids. Au moment où l’ascenseur commence à descendre , le pèse-personne se dérobe subitement à nos pieds ! C’est comme s’il nous était enlevé sous nos pieds. Par conséquent, nos pieds appuient moins fortement sur lui. Et il indique une valeur plus faible que notre poids.
Scientifiquement, notre poids est la force d’attraction de la Terre sur notre corps. Cette force ne change pas selon qu’on se trouve en dehors ou à l’intérieur d’une cabine d’ascenseur, même si celle-ci commence à monter ou à descendre.
Dans le language courant, le poids est souvent confondu, à tort d’ailleurs, avec la masse. D’après le célèbre physicien Isaac Newton, celle-ci est une mesure de la quantité de matière se trouvant dans un corps. Evidemment cette quantité n’a rien à voir avec le mouvement de l’ascenseur.
Nous concluons donc sereinement que notre poids ne change pas dans un ascenseur, quel que soit le mouvement de celui-ci !
Pour aller plus loin !
Imaginons que l’ascenseur accélère vers le bas avec une plus grande accélération que celle que nous prendrions si nous tombions en chute libre (= accélération de la pesanteur = g = 9,8 m/s2). Dans ce cas nous serions effectivement en chute libre, et en plus, le plancher de la cabine s’éloignerait de nos pieds et le plafond heurterait notre tête. Nos pieds ne pourraient donc plus du tout s’appuyer sur le plancher.
Et qu’est-ce qui se passerait si la cabine descendait avec exactement la même accélération que celle de la chute libre ? Alors nous tomberions avec la même accélération que la cabine autour de nous : nos pieds n’appuieraient tout juste plus sur le plancher. Une balance indiquerait donc une valeur nulle ! Nous nous retrouverions en impesanteur dans la cabine d’ascenseur ! Ceci ne veut pas dire que notre poids n’existerait plus. Bien au contraire, c’est grâce à lui que nous tomberions, donc il agit toujours.
Le phénomène de l’impesanteur à proximité de la Terre existe d’ailleurs à l’intérieur de tous les satellites de la Terre. Ceux-ci sont en fait constamment en train de tomber sur la Terre sans pourtant la heurter car ils ont une grande vitesse convenablement orientée.
Auteur: André Mousset (MNHN)
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C’est la force d’attraction terrestre telle qu’un corps à proximité de la Terre la subit, c.-à-d., tenant compte de la rotation terrestre journalière. On mesure le poids à l’aide d’un dynamomètre (ressort muni d’une graduation). Le poids d’un corps dépend (très faiblement) de l’endroit sur la Terre où le corps se trouve, principalement à cause de la rotation terrestre et mais aussi à cause du fait que la Terre n’est pas une sphère parfaite. Le poids d’un corps diffère très légèrement de la force de gravitation exercée par la Terre sur le corps car la force de gravitation, par définition, ne dépend pas de la rotation terrestre. Comme toute force, le poids s’exprime, dans le système international d’unités, en newtons (N).
D’après Isaac Newton elle est une mesure de la quantité de matière contenue dans un corps. En physique moderne, la masse exprime la quantité d’énergie contenue dans le corps. Dans les situations quotidiennes, la masse d’un corps ne change pas, à moins qu’on ne modifie la quantité de matière du corps. Dans le système international d’unités, la masse s’exprime en kilogrammes (kg).
Dans la vie courante, poids et masse sont souvent confondus. On dit par exemple, « mon poids vaut 60 kg » alors qu’on devrait dire « ma masse vaut 60 kg » ou bien « mon poids vaut 600 N ». Cette confusion provient du fait que le poids d’un corps dépend de sa masse suivant une relation simple : pour une masse double, le poids vaut également le double. Le poids s’obtient facilement on multipliant la masse (en kg) par 10 (plus exactement 9,83 aux pôles, 9,78 à l’équateur, 9,81 à Luxembourg). Evidemment ceci ne vaut que pour notre planète. Sur la Lune, le poids d’une même masse ne vaut que le 6e de sa valeur sur Terre. Le poids y est donc égal à 1,6 fois la masse.
C’est le mouvement de chute (à partir du repos) d’un corps au voisinage de la Terre sous l’action de son poids uniquement. Il s’agit d’un mouvement idéal car toutes les autres forces s’exerçant sur le corps sont négligées, notamment la résistance de l’air. La chute libre est donc le mouvement de chute d’un corps dans le vide. Des expériences montrent que, dans le vide, tous les corps tombent de la même façon, quels que soient leur forme et leur poids. Dans l’air, différents corps prennent des mouvements de chute différents, car ils sont soumis à des résistances de l’air différentes. (La résistance de l’air dépend fortement de la forme du corps. En plus, faible pour les petites vitesses, elle augmente fortement lorsque la vitesse augmente.)
