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Vidéo de question : Masse et poids Physique

Un astronaute qui a une masse de 81,25 kg se rend sur la Lune, où l’accélération due à la gravité est de 1,6 m/s². Quelle force le poids de l’astronaute applique-t-il sur la surface lunaire sous les pieds de l’astronaute?

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Transcription de vidéo

Un astronaute qui a une masse de 81,25 kg se rend sur la Lune, où l’accélération due à la gravité est de 1,6 mètre par seconde au carré. Quelle force le poids de l’astronaute applique-t-il sur la surface lunaire sous les pieds de l’astronaute?

D’accord, donc dans cette question, on nous a dit que nous avons un astronaute qui est actuellement sur la surface de la Lune. Nous savons que la masse de l’astronaute, que nous appellerons 𝑚, est de 81,25 kilogrammes. Et en plus de cela, nous savons que l’intensité du champ gravitationnel sur la Lune, ou en d’autres termes l’accélération due à la gravité, est de 1,6 mètre par seconde au carré.

Ceci est évidemment différent de l’intensité du champ gravitationnel sur Terre, qui est d’environ 9,8 mètres par seconde au carré. Et donc, pour faire la différence entre ce que nous appelons normalement la force du champ gravitationnel sur Terre, qui est 𝑔, et la force du champ gravitationnel sur la Lune, nous avons ajouté l’indice 𝑚. C’est ainsi que nous savons que nous parlons de l’intensité du champ gravitationnel sur la Lune, qui est de 1,6 mètre par seconde au carré.

Maintenant, avec ces deux informations, la masse de l’astronaute et l’intensité du champ gravitationnel sur la Lune, nous pouvons calculer le poids de l’astronaute sur la Lune. Nous savons que le poids d’un objet est la force gravitationnelle agissant sur l’objet. Et lorsque l’astronaute est sur la Lune, la force gravitationnelle de l’astronaute va agir vers le centre de la Lune. En d’autres termes, vers les pieds de l’astronaute. Par conséquent, nous pouvons dessiner une flèche pointant vers le bas, et nous pouvons dire que cela représente le poids de l’astronaute, que nous appellerons P.

Ensuite, nous pouvons réaliser que les pieds de l’astronaute sont en contact avec la surface de la Lune. Par conséquent, le poids agissant sur l’astronaute entraînera une force exercée sur la surface de la Lune par l’astronaute. C’est parce que, comme nous l’avons dit, l’astronaute et la surface de la Lune sont en contact. Et pour que les pieds de l’astronaute et la surface de la Lune ne se traversent pas, ils doivent exercer une force l’un sur l’autre.

Et donc, la force que l’astronaute exerce sur la surface de la Lune est égale à son poids. Par conséquent, lorsque nous calculons le poids de l’astronaute, nous calculons également la force appliquée par le poids de l’astronaute sur la surface lunaire.

Commençons donc par rappeler que le poids de tout objet est donné en multipliant la masse de l’objet par l’intensité du champ gravitationnel dans lequel l’objet est placé. Dans ce cas, c’est l’intensité du champ gravitationnel de la Lune. Ensuite, nous pouvons utiliser les valeurs du côté droit de l’équation, ce qui nous donne 81,25 kilogrammes pour la masse de l’astronaute et 1,6 mètre par seconde au carré pour l’accélération due à la gravité sur la Lune.

Et maintenant, nous pouvons remarquer que puisque nous travaillons en unités de base, c’est-à-dire kilogrammes pour la masse et mètres par seconde au carré pour l’accélération, nous trouverons donc que notre poids est dans sa propre unité de base, les newtons. Parce que, rappelez-vous, le poids est une force. Ainsi, lorsque nous évaluons le côté droit de l’équation, nous constatons que le poids de l’astronaute est de 130 newtons.

Et puisque nous avons dit plus tôt que le poids de l’astronaute est le même que la force appliquée par le poids de l’astronaute sur la surface lunaire, nous pouvons donc dire que la force que nous essayons de trouver dans cette question est de 130 newtons.

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