La gravité :
mesure réalisée par une balance

Que mesure une balance : le poids ou la masse ?

• Cas d'un pèse-personne : un pèse-personne consiste, en gros, à suspendre un objet ou une personne à un ressort (ou élément piézo-électrique) et à en mesurer l'étirement (ou la compression). Dans des conditions, le ressort se déforme d'autant plus que l'objet est attiré par le sol (plus précisément : par la Terre, dans la plupart des cas). En réalisant la mesure sur la Lune, la force d'attraction étant plus faible, le ressort sera moins déformé et la mesure plus faible.

Un pèse-personne mesure donc un poids, même si la graduation est indiquée en kg. Il s'agit d'un artifice destiné à éviter des calculs inutiles : il suffit d'indiquer 10 kg au lieu de 98 N.

• Cas d'une balance Roberval, balance romaine, pèse-bébé... (toutes balances à balancier, à l'origine du terme) : la balance à balancier est basée sur l'équilibre entre 2 forces d'attirance vers le sol. Il s'agit donc d'un instrument de comparaison de poids : on peut donc dire que la balance à balancier mesure intrinsèquement un poids.

Mais comme les 2 poids sont proportionnels à la même constante g (9,81 m/s² sur Terre, 1,6 m/s² sur la Lune), la comparaison porte bien sur les masses. Une balance à balancier indiquera donc la même mesure sur Terre que sur la Lune. Il s'agit donc bien d'une mesure de masse.

La balance à balancier pourrait cependant donner des résultats faux sur la masse si la constante g n'était pas la même à l'endroit de chacune des 2 masses à comparer : cette situation n'est envisageable que dans l'imagination. Soit que la  balance soit gigantesque au point qu'une des 2 masses soit par exemple à Paris et l'autre au sommet de l'Everest, soit qu'elle se situe dans un environnement où le champ gravitationnel soit très variable (par exemple à proximité d'un trou noir).

Comment alors mesurer une masse, indépendamment de son poids ? Par exemple en mesurant l'accélération d'un objet projeté à l'horizontale par un ressort qui se détend. Les systèmes (très complexes car nécessitant une sensibilité ahurissante) consistant à mesurer la force d'attraction entre 2 objets ne font en fait que mesurer le poids d'un objet par rapport non pas à la Terre, mais à l'autre objet !

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