CHAP.3 VOLUME ET MASSE D UN CORPS

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1 CHAP.3 VOLUME ET MASSE D UN CORPS Qui a dit qu Obélix était gros??? VOLUME D UN CORPS 2 UNITÉS ET MULTIPLES 3 COMMENT MESURER LE VOLUME D UN LIQUIDE? 4 COMMENT MESURER LE VOLUME D UN SOLIDE? MASSE D UN CORPS 2 UNITÉS ET MULTIPLES 3 COMMENT MESURER UNE MASSE? 4 COMPARONS LES MASSES DE 1 dm 3 DE LIQUIDES ET SOLIDES EXERCICES _ INTERROGATION _ CONTRÔLE CE QUE JE DOIS SAVOIR Connaissances Savoir-faire théoriques Savoir-faire expérimentaux volume et masse d un corps définitions et unités correspondantes à maîtriser utiliser correctement masse et volume sans les confondre retenir que 1L = 1dm 3 et 1mL = 1cm 3, 1L d eau pèse 1kg mesurer des volumes avec une éprouvette graduée mesurer des masses avec une balance électronique

2 1 LE VOLUME D UN CORPS Le VOLUME V d un corps (solide, liquide ou gazeux) est l espace occupé par ce corps. 2 UNITÉ ET MULTIPLES On exprime le volume d un corps en mètre-cube (m 3 ), unité du système international (U.S.I.). Lire le Petit journal du physicien, p 24, sur l histoire du système métrique Pour les liquides, on peut aussi utiliser le litre (L), unité de capacité (ou contenance). Tableau de correspondance entre les unités de volume et les unités de capacités : Mètre-cube Décimètre-cube Centimètre-cube m 3 dm 3 cm 3 Kilolitre Hectolitre Décalitre Litre Décilitre Centilitre Millilitre kl hl dal L dl cl ml 1 m 3 = L 0,001 m 3 = 1 L 1 L = 1 dm 3 1 cm 3 = 1 ml Convertis: 4,8 m 3 = dm 3 0,36 m 3 = 360 L 20 cl = 200 cm 3 2,5 L = cm dm 3 = ml 652 cm 3 = 0,652 dm 3 3 COMMENT MESURER LE VOLUME D UN LIQUIDE? Le volume d un liquide se mesure avec un récipient gradué ou jaugé (plus précis) Exemples de récipients gradués Exemples de récipients jaugés Éprouvette Bécher Erlenmeyer Verre mesureur Pipette Fiole Mesurons un volume d eau à l aide d une éprouvette graduée : Complète le dessin ci-contre en indiquant la bonne position de l œil pour effectuer la mesure. L œil se positionne en face du bas du ménisque formé par le liquide.

3 4 COMMENT MESURER LE VOLUME D UN SOLIDE? Si le solide a une forme géométrique simple, on calcule son volume à l aide d une formule mathématique. PARALLÉLÉPIPÈDE RECTANGLE CUBE CYLINDRE R h L l a h V = longueur x largeur x hauteur V = L x l x h V = côté x côté x côté V = a x a x a = a 3 V = aire de la base x hauteur V = ( π x rayon x rayon) x h = π x R 2 x h Si le solide a une forme géométrique quelconque, qu il est non soluble dans l eau, plus dense que l eau (c est-àdire qu il ne flotte pas) et de taille adaptée à celle du récipient, on peut mesurer son volume par immersion : Expériences et observations : Solide quelconque de volume V s. Eprouvette graduée contenant un volume V 1 d eau. V 1.=. ml (eau) V 2.=. ml (eau + solide) Conclusion : Le volume V s du solide est égal à V s = V 2 V 1 donc V s = -. soit ml ou cm 3 Remarque : un corps solide (ou liquide) a toujours le même volume total qu il soit fractionné (en plusieurs morceaux) ou en un seul morceau, et quelle que soit sa forme.

4 2 LA MASSE D UN CORPS La MASSE m d un corps (solide, liquide ou gazeux) exprime la quantité de matière contenue dans ce corps et reste donc la même quel que soit le lieu. 2 UNITÉ ET MULTIPLES On exprime la masse d un corps en kilogramme (kg), unité du SI. Lire le Petit journal du physicien, p 24, sur le kilogramme Tonne Kilogramme Gramme Milligramme t kg hg dag g dg cg mg 1 kg = g 0,001 kg = 1 g Convertis : 1,2 t = kg 0,325 kg = mg 2500 mg = 0,002 5 kg 1,85 kg = g 283 g = 0,283 kg 42,5 kg = 0,042 5 t 3 COMMENT MESURER UNE MASSE? La masse d un corps (solide, liquide ou gazeux) se mesure avec une balance : Balance de Roberval ou balance à doubles plateaux avec masses marquées. (mesures) Lorsque les deux plateaux sont à la même hauteur, on dit qu ils sont en équilibre. Les masses posées sur les plateaux ont alors la même valeur. Balance électronique Beaucoup plus récente, de principe très différent des balances de Roberval, les balances électroniques sont d utilisation facile et rapide. Remarque : il existe une touche tare qui permet de remettre à zéro.

5 Avec une balance électronique et une éprouvette graduée, on se propose de mesurer la masse de 50 cm 3 d eau liquide. En remplaçant l éprouvette par une fiole jaugée, on observe que le résultat est... Quelle serait alors la masse d 1L d eau? (pour t aider : 1L = dm 3?) IV COMPARONS LES MASSES DE 1 dm 3 DE LIQUIDES OU DE SOLIDES A VOLUME ÉGAL, des liquides ou des solides ont des masses... Corps pur Alcool Huile EAU Aluminium Fer Or Masse de 1 dm 3 0,79 kg 0,92 kg 1 kg 2,7 kg 7,9 kg 19,3 kg

6 VOLUMES - EXERCICES RÉDIGER UN EXERCICE COMPORTANT DES CALCULS 1 Indique ce que tu cherches. 2 Donne la formule littérale en précisant les unités à employer. 3 Pose ta première ligne de calcul en précisant les conversions effectuées (s il y en a eu). 4 Donne le résultat sans oublier l unité, puis conclus. I Complète directement : 1 L =... cl 1,31 dm 3 =... mm 3 0,29 ml =... cm 3 38 cm 3 =... ml 12 ml =... dl 321 mm 3 =... cm cm 3 =... L 7,22 dal =... dm 3 III Calcule, en justifiant, le volume de chacun des solides ci-dessous. (π 3,14) II Quel est, en cm 3, le volume de liquide contenu dans chaque récipient? Explique tes réponses. IV 1 Quel est le volume V occupé par les billes de l éprouvette (fig.1)? 2 On verse les billes dans une éprouvette contenant au préalable 30 ml d eau (fig.2). Quel est le volume réel V des billes? Justifie. 3 Que représente la différence entre V et V? V On veut déterminer le volume V d une boule de pétanque. On dispose d une éprouvette graduée et d un vase à trop plein. La boule qui n entre pas dans l éprouvette (fig.1) peut cependant être placée dans le vase (fig.2). A l aide de schémas légendés; explique comment faire pour connaître le volume V de la boule MASSES - EXERCICES I On utilise une balance de Roberval pour réaliser successivement les équilibres des figures 1 et 2. 1 Quelle est la masse du liquide contenu dans la bouteille de 1 L? Justifie. 2 Quelle serait la valeur de m si ce liquide était de l eau? II Indique, dans chaque cas, quelle est la plus grande masse : 38 g ou 270 cg? 1 t ou kg? 222 g ou 0,6 kg? 120 dg ou 13 g? 45 dag ou 0,45 hg? 330 mg ou 3,3 g? IV Bouteille d eau et bouteille d alcool Vide, une bouteille en matière plastique pèse 50 g. Pleine d eau, elle pèse g. 1 Explique quelle est sa capacité (en L) si 1 L d eau pèse exactement 1kg. 2 La même bouteille pèse g lorsqu elle est pleine d alcool. Explique quelle est la masse de 1 L d alcool. III Aquarium 1 Sachant que 1 L d eau pèse 1 kg, quelle est la masse de 1 dm 3 d eau? Justifie. 2 Quelle est la masse de l eau que peut contenir l aquarium? Justifie.

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