AM-02.03 — Masse, poids et gravité : pourquoi 80 kg ne deviennent pas 13 kg sur la Lune

1 — Une caisse de 10 kg ne « perd » pas sa masse en arrivant sur Mars

Une caisse indiquée à 10 kg contient la même quantité de matière sur Terre et sur Mars. Sa masse reste 10 kg. En revanche, la force avec laquelle la gravité l’attire vers le sol est plus faible sur Mars : son poids change.

2 — Kilogramme et newton : deux unités différentes

• kg se lit « kilogramme » et mesure la masse ;
• N se lit « newton » et mesure une force, donc aussi le poids ;
• N/kg se lit « newtons par kilogramme » et indique la force gravitationnelle exercée sur chaque kilogramme.

Près de la surface de Mars, on utilise souvent pour les exercices la valeur g ≈ 3,71 N/kg. Cela signifie qu’un kilogramme de masse subit environ 3,71 N de poids.

3 — La formule du poids : P = m × g

Elle se prononce : « P égale m multiplié par g ».

• P = poids, en newtons ;
• m = masse, en kilogrammes ;
• g = champ de pesanteur, en newtons par kilogramme.

Pour notre caisse de 10 kg sur Mars :

4 — Comparer Terre et Mars sans dire « je pèse 80 kg »

Dans la vie courante, on dit souvent « je pèse 80 kg ». Techniquement, 80 kg est une masse. Si l’on prend une masse de 80 kg :

La masse reste 80 kg dans les deux cas. La force de pesanteur est différente.

5 — Mais qu’est-ce qu’un newton ?

Un newton est l’unité de force. Une force de 1 N appliquée à une masse de 1 kg produit une accélération de 1 m/s², si aucune autre force ne modifie le mouvement dans cette direction.

Cette définition relie directement le cours sur le poids au cours suivant sur les lois de Newton.

7 — g n’est pas un nombre universel

La valeur de g dépend de l’astre et de l’altitude. Dans les exercices de débutant, on utilise une valeur locale approximative. Pour une mission réelle, on emploie un modèle de gravité adapté à la précision nécessaire.

La formule P = m × g reste utile, mais la valeur de g doit correspondre au lieu étudié.

8 — Exercices corrigés