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Vidéo de question : Masse et poids Physique

Une chaise a une masse de 50 kg. Quelle force le poids de la chaise applique-t-il sur le sol qui se trouve en dessous?

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Transcription de vidéo

Une chaise a une masse de 50 kilogrammes. Quelle force le poids de la chaise applique-t-il sur le sol qui se trouve en dessous?

D’accord, donc, dans cette question, nous avons une chaise posée sur le sol. Et on nous a demandé de trouver la force exercée par cette chaise sur le sol en dessous. Maintenant, pour cela, nous pouvons tout d’abord rappeler que la chaise a un poids. C’est une force gravitationnelle agissant vers le bas que nous appellerons P. Maintenant, c’est la force qui agit sur la chaise parce qu’elle a été placée dans le champ gravitationnel, dans ce cas, celui de la Terre. Nous supposons que la question, quand elle parle du sol sous la chaise, se réfère à la Terre.

Donc, nous savons que cette chaise a un poids qui agit sur elle. Et nous réalisons également que la chaise est en contact avec le sol, en particulier avec les pieds de la chaise. Eh bien, dans cette situation, pour empêcher la chaise et le sol de se traverser, la chaise et le sol doivent exercer une force l’un sur l’autre.

Le raisonnement est le suivant. Nous avons déjà vu que la force du poids doit agir sur la chaise. Cependant, la chaise est parfaitement stationnaire, elle reste sur le sol. Maintenant, le seul moyen pour que la chaise puisse être parfaitement stationnaire sur le sol est qu’elle ait une force nette nulle agissant sur elle.

En d’autres termes, si le poids était la seule force agissant sur la chaise, alors la chaise accélérerait vers le bas. Mais ce n’est pas le cas. Donc, il doit y avoir une force vers le haut qui annule exactement la force du poids qui doit également être exercée sur la chaise. Et cette force vers le haut est la force exercée par le sol sur la chaise parce que la chaise est en contact avec le sol. C’est en raison de la première loi de Newton sur le mouvement.

Nous pouvons rappeler que tout objet avec une force non équilibrée agissant sur lui doit changer de vitesse. Il faut qu’il accélère. Cependant, comme la chaise est parfaitement immobile, elle n’accélère pas et, par conséquent, les forces sur la chaise sont équilibrées.

Ensuite, nous pouvons utiliser la troisième loi de Newton pour nous dire que si le sol exerce une force ascendante P sur la chaise, alors la chaise doit exercer une force de réaction égale et opposée sur le sol. En d’autres termes, la chaise exerce une force vers le bas sur le sol, et cette force doit avoir exactement la même intensité, soit P. Par conséquent, bien que le poids de la chaise soit la force agissant sur la chaise en raison de la gravité de la Terre, cette force, la force du poids, a exactement la même intensité que la force exercée par la chaise sur le sol.

Donc, quand on nous demande de trouver la force qui est exercée par le poids de la chaise sur le sol en dessous, ce que nous voulons vraiment savoir, c’est le poids de la chaise. Pour ce faire, nous pouvons rappeler que le poids d’un objet peut être déterminé en multipliant la masse de l’objet par l’intensité du champ gravitationnel dans lequel se trouve l’objet. Dans ce cas, nous faisons référence à l’intensité du champ gravitationnel de la Terre parce que la chaise est sur la Terre.

Donc, à ce stade, nous pouvons insérer les valeurs. L’énoncé de la question nous dit que la masse de la chaise est de 50 kilogrammes et l’intensité du champ gravitationnel de la Terre, autrement connu comme l’accélération due à la gravité sur la Terre, est de 9,8 mètres par seconde au carré.

Ensuite, nous travaillons en unités de base, c’est-à-dire kilogramme pour la masse et mètres par seconde au carré pour l’accélération. Et donc, tout ce que nous trouvons sur le côté droit de la réponse sera dans l’unité de base du poids. Et parce que le poids est une force, nous allons trouver la réponse à droite en newtons.

Par conséquent, en calculant le côté droit, nous constatons que le poids de la chaise est de 490 newtons. Et par conséquent, nous avons trouvé notre réponse finale. La force exercée par le poids de la chaise sur le sol en dessous est de 490 newtons.

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