Voir la source de Poids

{{Voir paronymes|Poa|Poi|Pois (homonymie){{!}}Pois|Poix}}
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[[Image:Balance-beam-scale-on-earth-moon-mars.svg|vignette|droite|Indications d'une [[Balance (instrument)|balance]] sur la Terre, la Lune et Mars.]]
[[Image:Identical-masses-on-spring-scales.svg|vignette|Une même masse pesée à l'aide d'un [[peson]] sur la Terre, la Lune et Mars donne des poids différents.]]
Le '''poids''' {{prononciation|Fr-poids.ogg}} est la [[force (physique)|force]] de la [[pesanteur]], d'origine [[Gravitation|gravitationnelle]] et inertielle, exercée, par exemple, par la Terre sur un [[masse|corps massique]] en raison uniquement du voisinage de la Terre<ref>{{Ouvrage|prénom1=Elie|nom1=Lévy|titre=Dictionnaire de physique|éditeur=Presses universitaires de France|date=1988|passage=623|isbn=978-2-13-039311-5|consulté le=2024-07-05}}.</ref>. Son unité dans le [[Système international d'unités|Système international]] est le [[Newton (unité)|newton]]. Il est égal à l'opposé de la résultante des autres forces appliquées au [[centre de gravité]] du corps lorsque celui-ci est immobile dans le [[référentiel terrestre]]. Cette force est principalement la résultante des efforts dus à la gravité et à la force d'inertie d'entraînement due à la rotation de la Terre sur elle-même. Elle s'applique au [[centre de gravité]] du corps et sa direction définit la [[verticale]] qui passe approximativement par le [[centre de la Terre]]. Le poids est une action à distance toujours proportionnelle à la [[masse]].

Le poids ne prend en compte que les forces de gravitation et d'inertie d'entraînement. Quand on prend également en compte d'autres forces telles que la [[poussée d'Archimède]], ou d'autres forces d'inertie (notamment la [[force de Coriolis]], ou celles qui apparaissent quand on se place dans un référentiel en mouvement par rapport au référentiel terrestre), on parle de « [[#Poids apparent|poids apparent]] ».

Selon une [[#D%C3%A9finition_exp%C3%A9rimentale|définition plus "expérimentale"]], le poids est défini comme la force exercée par un corps sur le sol ou une balance<ref>{{Ouvrage|nom1=Internet Archive|titre=Conceptual physics|éditeur=Addison Wesley|date=2002|isbn=978-0-321-05202-5|lire en ligne=https://archive.org/details/conceptualphysic00hewi_3/page/158/mode/2up|consulté le=2025-01-16}}</ref>. Selon cette définition, en état de [[chute libre (physique)|chute libre]], le poids du corps est nul ou dans une fusée qui accélère à 1g, il est identique à celui sur Terre, en cohérence avec le [[principe d'équivalence]].

Dans la langue courante, le poids (qui s'exprime en [[newton (unité)|newtons]]) est fréquemment confondu avec la [[masse]] (qui s'exprime en [[kilogramme]]s).

== Définition ==
=== Définition légale ===
D'après le [[Bureau international des poids et mesures]]<ref name="BIPM1901">{{Lien web |titre=Résolution 2 de la {{3e}} CGPM (1901) |sous-titre=Déclaration relative à l'unité de masse et à la définition du poids ; valeur conventionnelle de gn |url=https://www.bipm.org/fr/committees/cg/cgpm/3-1901/resolution-2 |site=[[Bureau international des poids et mesures|BIPM]] |consulté le=2022-12-27}}.</ref> :
# Le terme ''poids'' désigne une grandeur de la même nature qu'une force ; le poids d'un corps est le produit de la masse de ce corps par l'accélération de la [[pesanteur]] ; en particulier, le poids normal d'un corps est le produit de la masse de ce corps par l'accélération normale de la pesanteur ;
# Le nombre adopté dans le Système international des Poids et Mesures pour la valeur de l'accélération normale de la pesanteur est {{unité|980.665|cm/s2}}, nombre sanctionné déjà par quelques législations.

=== Définition expérimentale ===
Le poids d'un corps (de [[masse]] ''m'') est la force de [[pesanteur]] exercée sur lui et qui s'oppose à la [[force résultante]] de celles qui le maintiennent à l'équilibre dans le [[référentiel (physique)|référentiel]] terrestre (c’est-à-dire lié à l'objet solide Terre en rotation). Cette définition fait que sa détermination expérimentale est aisée, par exemple à l'aide d'un [[fil à plomb]] maintenu à l'équilibre : le poids est défini comme l'opposé de la [[Tension mécanique|tension]] du fil et sa direction est celle du fil<ref>{{Ouvrage|prénom1=Elie|nom1=Lévy|titre=Dictionnaire de physique|éditeur=Presses universitaires de France|date=1988|passage=601|isbn=978-2-13-039311-5|consulté le=2024-07-05}}.</ref>. La direction du fil définit la verticale.

D'une manière générale, le poids est la somme de l'[[loi universelle de la gravitation|attraction universelle]] des autres masses et de la force d'inertie d'entraînement due au fait que le référentiel terrestre n'est pas un [[référentiel galiléen]]. Quel que soit le corps, le rapport du poids (<math>\vec{P}</math>) à sa masse (''m'') est identique et noté <math>\vec{g}</math> :
:<math>\vec{P} = m \cdot \vec{g}</math> où <math>\vec{g}</math> est l'accélération de la pesanteur (<math>g = || \vec g ||</math> est en {{unité|m s-2}}, qui est l'unité de l'[[accélération]]).
Sur Terre, cette accélération est d'environ {{unité|9.81|m/s|2}}. Les écarts (toujours locaux) entre le champ de pesanteur théorique et le champ mesuré sont appelés des [[Anomalie de Bouguer|anomalies de pesanteurs]]. Le poids ''P'' s'exprime en [[newton (unité)|newtons]] (N) et la masse ''m'' en [[kilogramme]]s (kg). Ainsi, une masse de {{unité|100|g}} ({{unité|0.1|kg}}) a un poids d'environ {{unité|1|N}}, une masse de {{unité|1|kg}} a un poids d'environ {{unité|10|N}}, une masse de {{unité|10|kg}} a un poids d'environ {{unité|100|N}}. C'est la raison pour laquelle, dans les domaines techniques, on travaille souvent en décanewtons (daN) : un objet de {{unité|1|kg}} a un poids d'environ {{unité|1|daN}} ; auparavant, on utilisait le [[kilogramme-force]] (kgf), unité désuète.

La notion de poids n'est pas uniquement terrestre et peut être étendue aux autres planètes. Par ailleurs, la rotation de la Terre provoque une [[force centrifuge]] qui contribue également au poids.

Le poids est une [[force (physique)|force]], son intensité s'exprime donc en [[newton (unité)|newtons]] (N), ou éventuellement en décanewtons (daN) ou kilonewtons (kN). Dans le langage courant, on assimile le poids à la [[masse]] et on l'exprime de manière erronée en kilogrammes. Si le poids d'un corps dépend de sa position sur la Terre (ou si on le considère à la surface d'une planète plus ou moins grosse), sa [[masse]] n'en dépend pas.

== Remarques ==
{{article détaillé|Différence entre masse et poids}}
Dans le Système international d'unités, la masse ''m'' s'exprime en kilogrammes (symbole kg) alors que le poids qui est une force s'exprime en [[Newton (unité)|newtons]] (symbole N), et l'accélération ''g'' est indifféremment exprimée en {{nb|N/kg}} ou en {{nb|m/s2}}.

La non-distinction entre masse et poids dure jusqu'au {{s-|XIX}}<ref name="BIPM1901"/>, et perdure dans le langage courant. Par exemple, la « masse corporelle » d'une personne est usuellement appelée son « poids ». Il en résulte une difficulté pédagogique, au moment où cette distinction est enseignée. L'adoption du Système international (SI) a permis grâce à la suppression de l'unité [[kilogramme-force|kilogramme-poids]] de résoudre partiellement cette difficulté, mais on utilise fréquemment le décanewton (daN) pour retrouver approximativement cette équivalence masse-poids sur Terre.

L'accélération de pesanteur g est l'objet d'étude de la [[gravimétrie]]. Elle n'est pas constante à la surface de la Terre, variant entre autres avec l'altitude mais aussi la latitude en diminuant du pôle ({{unité|9.83|m/s2}}) à l'équateur ({{unité|9.78|m/s2}})<ref name="Taillet">{{Ouvrage|auteur1=Richard Taillet|auteur2=Loïc Villain|auteur3=Pascal Febvre|titre=Dictionnaire de physique|éditeur=De Boeck|année=2009|passage=7}}.</ref>, en raison de l'aplatissement de la Terre aux pôles<ref name="Taillet"/> et de la force centrifuge perçue dans le référentiel terrestre due à la rotation de la Terre autour de son axe<ref name="Taillet"/>. En France, on prend conventionnellement la valeur de ''g'' à Paris, soit environ :
: ''g'' = {{unité|9.81|m/s|2}}.

== Calcul approché du poids terrestre ==
Sachant que le [[rayon de la Terre]] (moyen) {{mvar|R}} est égal à {{unité|6371|km}}, que la [[masse de la Terre]]  {{mvar|M}} vaut {{unité|5.972|e=24|kg}} et que la [[constante gravitationnelle]] vaut {{unité|6.674|e=-11|m3/kg/s2}}, on peut déterminer une valeur approchée de l'[[accélération de la pesanteur]] <math>\frac{GMm}{R^2} \approx </math> {{unité|9,82|m/s2}}  à la surface de la Terre en ne tenant compte que de l'attraction gravitationnelle de la Terre et en négligeant la force d'inertie d'entraînement. La valeur obtenue est proche de la valeur normale du BIPM à 0,1% près.

La valeur de l'accélération de la pesanteur {{mvar|g}}  connaît à la surface de la Terre des variations qui peuvent atteindre 0,5 % et qui sont très souvent négligées.

== Illusion taille-poids ==
{{Article détaillé|Illusion taille-poids}}

== Poids apparent ==
{{Article connexe|Poids apparent}}
Le [[poids apparent]] d'un objet est différent du poids de cet objet chaque fois que la force de gravité agissant sur l'objet n'est pas équilibrée par une force normale égale mais opposée; situation que l'on retrouve:
* en cas de poussée d'Archimède non négligeable,
* en cas d'étude dans un référentiel en mouvement accéléré ou en mouvement de rotation dans le référentiel terrestre et nécessitant la prise en compte, d'une force d'inertie d'entraînement supplémentaire ; c'est le cas par exemple d'une étude dans un référentiel lié au cockpit d'un avion ou à l'habitacle d'une voiture.

Le '''poids apparent''' d'un objet correspond au poids indiqué par un [[peson]] (dynamomètre) (ou tout autre instrument approprié à la [[Force (physique)#Mesure d'une force|mesure d'une force]]), quand ce poids n'est pas identique au poids « réel » de l'objet, défini comme la force due à la [[pesanteur]] terrestre<ref group=alpha>La notion de pesanteur terrestre inclut une [[Pesanteur#Pesanteur terrestre|correction]] qui tient compte du [[mouvement de rotation]] de la [[Terre]].</ref>.

=== Situation de poussée d'Archimède ===
Par exemple, si l'on pesait un objet sous l'eau, la [[poussée d'Archimède]] ferait paraître l'objet plus léger et le poids mesuré serait inférieur au poids réel. Évidemment, dans la vie quotidienne, quand on pèse un objet, la poussée d'Archimède exercée par l'air ambiant est à toutes fins utiles négligeable.

=== Situation de référentiel accéléré ===
Pesons un objet en le suspendant à un [[peson|dynamomètre]]. Il sera effectivement soumis à deux forces : son poids, orienté vers le bas<ref group=alpha>Le poids, comme toute [[force (physique)|force]], est une quantité [[vecteur|vectorielle]] qui possède une [[orientation dans l'espace]], c'est-à-dire une direction et un sens.</ref>, et la force exercée par le dynamomètre, orientée vers le haut. Quand l'objet n'accélère pas, les deux forces ont la même grandeur et le dynamomètre indique le poids réel de l'objet. Toutefois, si l'on effectue la mesure dans un [[ascenseur]] pendant que celui-ci se met en mouvement vers le haut, la force exercée par le dynamomètre sera supérieure au poids (du moins aux yeux d'un observateur immobile situé à l'extérieur de l'ascenseur), conformément à la [[lois du mouvement de Newton#Deuxième loi de Newton ou principe fondamental de la dynamique de translation|deuxième loi du mouvement]] de [[Isaac Newton|Newton]] :
:<math>F-P=m\,a</math>,
où {{mvar|F}} est la force exercée par le dynamomètre, {{mvar|P}} le poids de l'objet et {{mvar|a}} l'[[accélération]] de l'ascenseur (et du dynamomètre).

Étant donné que le poids indiqué par le dynamomètre correspond à l'intensité {{mvar|F}} de la force qu'exerce sur lui l'objet à peser<ref group=alpha>À condition, quand le dynamomètre est lui-même soumis à une accélération, que la [[masse]] du ressort soit négligeable.</ref> (cette force étant la [[Lois du mouvement de Newton#Troisième loi de Newton ou principe des actions réciproques (ou mutuelles)|réaction]] à la force que le dynamomètre exerce sur l'objet), ce poids « apparent » est supérieur au poids réel (<math>F>P</math>, car <math>a>0</math>).

Pour un observateur situé dans l'ascenseur, l'objet à peser apparaît évidemment immobile. En ce cas, pour expliquer que la force exercée par le dynamomètre est supérieure au poids réel de l'objet, on doit faire intervenir une [[force d'inertie]] orientée vers le bas.

Le poids normal d'une personne de {{unité|70 kg}} soumise à l'accélération de la pesanteur {{mvar|1=g =}} {{unité|9.8|m/s|2}} est égal à {{mvar|mg}}, vaut ({{unité|70 kg}}) × ({{unité|9,8 m/s2}}) = {{unité|686 N}}.

Dans un ascenseur qui décélère à {{unité|2 m/s2}}, la personne est soumise à deux forces : d'une part son poids réel {{mvar|P}}, orienté vers le bas, et d'autre part la réaction {{mvar|N}}, orientée vers le haut, exercée sur elle par le plancher de l'ascenseur (ou le [[pèse-personne]] sur lequel elle se tient). Quand l'ascenseur freine, son accélération est orientée dans le sens opposé à la vitesse, c'est-à-dire en l'occurrence vers le bas (et donc négative en valeur algébrique, l'[[axe (mathématiques)|axe]] de référence restant orienté vers le haut). On écrira donc, conformément à la deuxième loi de Newton :
:<math>N-P=m\,a\ </math> avec <math>\ P=m\,g</math>
donc :
:<math>N=m\,(g+a)=</math> ({{unité|70 kg}}) × [({{unité|9,8 m/s2}}) − ({{unité|2 m/s2}})] = {{unité|546 N}}.
On obtient un poids apparent de {{unité|546 N}}, inférieur au poids réel ({{unité|686 N}}).

=== Situation d'impesanteur ===
L'état d'[[impesanteur]] expérimenté par les [[spationaute]]s est dû à la [[chute libre (physique)|chute libre]] de leur habitacle spatial, en [[orbite]] autour de la Terre. En orbite, la force d'inertie ressentie par les astronautes annule leur poids apparent, bien que leur poids réel, à {{unité|386|km}} d'altitude, ne soit qu'environ 11 % plus faible que sur Terre.

== Comme source d'énergie ==
{{loupe|Énergie potentielle gravitationnelle}}
La descente de poids permet d'actionner un mécanisme tel qu'un [[automate]] ou une [[horloge]]. Ce type de dispositif a été remplacé par un [[ressort moteur]], mais est toujours utilisé pour produire de l'électricité, comme dans le cas des [[Énergie hydroélectrique|barrages hydroélectriques]].

== Abus et extension de langage ==
=== Mathématiques ===
Le ''poids'', en [[mathématiques]], est aussi la valeur que l'on attribue à un symbole en fonction de sa place dans un nombre.
:exemple : 101 = 100 + 1. Le premier '1' a un poids de 100 (car en troisième position en partant de la droite), tandis que le second '1' à un poids unité (première position en partant de la droite). L'association des deux forme la valeur 101.
Le ''poids'' est aussi le coefficient ou pondération affecté à un point dans un barycentre (en référence à la physique où le barycentre fait appel aux masses)
:exemple: si G est le [[barycentre (géométrie élémentaire)|barycentre]] du système {(A , 1)(B , 3)}, on dit que A est affecté du poids 1 et B du poids 3.

=== Informatique ===
En [[informatique]], le terme ''poids'' et ses qualificatifs associés sont couramment employés pour désigner la [[taille d'un fichier]] (« poids d'un fichier », « fichier lourd », « fichier léger »), et la consommation des [[Ressource (informatique)|ressources]] d'un [[Processus informatique|processus]] (« [[processus léger]] »).

== Notes et références ==
=== Notes ===
{{références|groupe=alpha|taille=40}}

=== Références ===
{{Références|taille=40}}

== Voir aussi ==
=== Articles connexes ===
{{Colonnes|taille=30|
* [[Astronautique]]
* [[Force (physique)]]
* [[Gravitation|Gravité]]
* [[Impesanteur]]
* [[Masse]]
* [[Masse corporelle humaine]]
* [[Mécanique céleste]]
* [[Pesanteur]]
* [[Principe d'équivalence]]
* [[Glossaire de la numismatique]]
 
}}

=== Liens externes ===
* {{Ouvrage|langue=fr|prénom1=Etienne|nom1=Klein|prénom2=Philippe|nom2=Brax|prénom3=Pierre|nom3=Vanhove|titre=Qu'est-ce que la gravité ?: Le grand défi de la physique|éditeur=Dunod|date=2022-03-09|isbn=978-2-10-084009-0|lire en ligne=https://books.google.com/books?id=ch5iEAAAQBAJ&newbks=0&printsec=frontcover&pg=PT30&dq=ascenseur+Einstein&hl=fr|consulté le=2022-12-28}}
* {{Article|prénom1=Jacques|nom1=Heurtaux|titre=A propos de "masse inerte" et "masse de gravité"|périodique=Revue française de pédagogie|volume=45|numéro=1|date=1978|doi=10.3406/rfp.1978.1680|lire en ligne=https://www.persee.fr/doc/rfp_0556-7807_1978_num_45_1_1680|consulté le=2022-12-28|pages=37–43}}

{{Portail|Physique}}

[[Catégorie:Gravitation]]
[[Catégorie:Grandeur physique]]
[[Catégorie:Métrologie]]
[[Catégorie:Unité de mesure]]

[[vi:Tương tác hấp dẫn#Trọng lực]]