La masse et le volume

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1 La masse et le volume 1. Imagine que tu dois apporter quelques fruits à l école pour une activité culinaire. Lis attentivement la liste des fruits et des contenants ci-dessous : Les fruits : Les contenants : 1 melon d eau Un verre 2 pommes Une boîte à chaussures 10 bananes Un sac d épicerie en plastique 1 douzaine de fraises Une feuille de papier journal 2 kiwis a) Quel contenant dois-tu utiliser pour transporter chacun des fruits? 1 melon d eau : Un sac d épicerie en plastique 2 pommes : Boîte à chaussures, sac d épicerie, feuille de papier journal 10 bananes : Boîte à chaussures, sac d épicerie, feuille de papier journal 1 douzaine de fraises : Boîte à chaussures, sac d épicerie, feuille de papier journal 2 kiwis : Un verre b) Y a-t-il des fruits que tu peux mettre dans le même contenant? Oui, les pommes, les kiwis et les bananes (plusieurs réponses possibles) c) Y a-t-il des fruits que tu ne peux mettre ensemble? Lesquels Oui, melon d eau et fraises à cause de la masse (plusieurs réponses possibles) d) Y a-t-il des contenants qui ne peuvent être utilisés pour le transport des fruits? 1 melon d eau : Papier journal peut se déchirer à cause de la masse 2 pommes : Le verre est trop petit pour 2 pommes 10 bananes : Le verre est trop petit 1 douzaine de fraises : Le verre est trop petit 2 kiwis : Non

2 e) Pourquoi as-tu décidé de mettre certains fruits ensemble et d autres pas? (plusieurs réponses possibles)il ne faut pas que les petits fruits soient écrasés par les gros. f) Comment as-tu fait pour choisir les contenants qui semblent le mieux convenir aux fruits? (plusieurs réponses possibles) Il faut évaluer la grosseur du contenant pour qu elle soit supérieure à celle des fruits choisis. Il faut également tenir compte de la Résistance du contenant afin qu il ne cède pas sous la masse des fruits. 2. Pour répondre aux questions précédentes, tu as fait appel à deux notions très importantes en science et technologie : la masse et le volume. a) En t inspirant de tes réponses, explique ce qu est la masse. (plusieurs réponses possibles) Quantité de matière contenue dans un corps b) En t inspirant de tes réponses, explique ce qu est le volume d un objet. (plusieurs réponses possibles) Place occupé par un corps dans l espace. 3. Les fruits sont mûrs et prêts à être mis en vente dans les supermarchés. Des camions les transportent aux quatre coins de la province dans des caisses conçues à cet effet. Ces caisses sont placées sur des palettes de bois qui facilitent le chargement et le déchargement des fruits. a) Détermine si chacune des étapes liées au transport des fruits se rattache au concept de la masse ou du volume. Attention! Il ne s agit pas d effectuer des calculs! i. Estimer le nombre maximal de fruits qu une caisse peut contenir. Volume ii. Évaluer les dimensions idéales d une caisse pour éviter que les fruits ne soient écrasés. Masse et volume iii. Calculer le nombre de caisses que peut contenir un camion.

3 Volume iv. Déterminer la disposition qui permet de mettre le plus de caisses possible dans un camion. Volume v. Calculer le nombre maximal de caisses qu un camion peut transporter en respectant les règlements du transport relatifs à la charge maximale permise sur la route. Masse vi. Comparer le coût de l essence selon que le camion est vide ou qu il transporte des fruits. Masse 4. Si tu devais calculer le nombre de caisses de fruits, les réponses obtenues aux questions iii. et v. seraient-elles les mêmes? Explique. Non, car il faut tenir compte des restrictions du transport routier. Le nombre de caisses nécessaire pour remplir complètement un camion (volume) est souvent plus grand que celui autorisé sur la route (masse). Les camions de transport ne sont pas toujours chargés au maximum de leur capacité de volume. Ils sont donc vérifiés par les contrôleurs routiers précisément pour s assurer que le chargement est conforme à la masse maximale plutôt qu au volume maximal. La masse

4 La masse est la quantité de matière contenue dans un corps. L unité qui exprime la masse dans le SI est le kilogramme (kg). On peut mesurer la masse par pesée directe (un solide) ou par différence de pesée (vrac, liquide ou gaz). La balance est l instrument de mesure de la masse et il en existe plusieurs sortes. Le modèle illustré ci-dessous est appelé balance à plateau. Identifie chacune des parties de la balance. 1- Vis d ajustement 5- Fléaux 2- Plateau 6- Aiguille 3- Curseurs 7- Repère zéro 4- Entailles sur fléau Technique d utilisation de la balance 1. Assure-toi que le plateau est propre; 2. Vérifie si les curseurs sont à la position zéro; 3. Assure-toi que l aiguille est bien sur le repère zéro. Sinon, règle l appareil; 4. Dépose l objet sur le plateau; 5. Équilibre la balance en déplaçant les curseurs le long du fléau en commençant par le plus lourd, c est-à-dire la masse de 100 g en premier, puis celle de 10 g, tu poursuis avec le gramme et finalement celle de 0,1 g 6. Lorsque l aiguille oscille également de part et d autre du point de repère zéro, la masse de l objet est égale à la somme de la valeur des masses correspondant aux positions occupées par les curseurs sur le fléau; 7. Replace les masses à la position de départ sur les fléaux.

5 Le volume Le volume est l'espace occupé par un objet. On peut mesurer le volume des substances solides, liquides ou gazeuses. Pour mesurer un solide régulier, on utilise la formule suivante : Volume = Longueur X largeur X hauteur V= (L x l x h) L unité qui exprime le volume d un solide régulier est : mètre cube (m 3 ), centimètre cube (cm 3 ) ou millimètre cube (mm 3 ). La règle ou le ruban à mesurer sont les instruments de mesure du volume et il en existe d autres. Pour mesurer un solide irrégulier, on utilise la méthode déplacement d'eau. On verse une certaine quantité d'eau dans un cylindre gradué en notant le volume puis on dépose le solide dans le cylindre. On note le nouveau volume. On calcule ensuite la différence entre les deux volumes. On obtient ainsi le volume du solide irrégulier. Volume (eau + solide) - volume (eau) = volume (solide) L'unité qui exprime le volume d'un solide irrégulier est: mètre cube (m 3 ), centimètre cube (cm 3 ) ou millimètre cube (mm 3 ). Il ne faut pas oublier de convertir les millilitres en centimètres cubes (1mL = 1cm 3 ). Pour mesurer un liquide, on utilise un cylindre gradué. On repère le bas du ménisque et on fait la lecture de la graduation. L'unité qui exprime le volume d'un liquide est: le millilitre (ml).

6 Exercices : 1. Quelle méthode dois-tu utiliser pour trouver la masse d un bijou? Phrase complète. La méthode utilisée pour trouver la masse du bijou est pesée directe. 2. Quelle méthode dois-tu utiliser pour calculer le volume d un bijou? Phrase complète. La méthode utilisée pour trouver le volume du bijou est déplacement d eau. 3. Quelle opération dois-tu utiliser pour trouver le volume du bijou? Volume (eau + solide) - volume (eau) = volume (solide) Convertir les ml en cm 3 4. Quelle méthode dois-tu utiliser pour trouver la masse d une dalle de béton (solide plein régulier)? Phrase complète. La méthode utilisée pour trouver la masse de la dalle est pesée directe. 5. Quelle méthode dois-tu utiliser pour calculer le volume d une dalle de béton? Phrase complète. Mesurage : Volume = Longueur X largeur X hauteur 6. Quelle opération dois-tu utiliser pour trouver le volume de la dalle de béton? Volume (cm 3 )= Longueur (cm) X largeur (cm) X hauteur (cm) 7. Quelle méthode dois-tu utiliser pour trouver la masse d une centaine de petits clous? Phrase complète. La méthode utilisée pour trouver la masse des clous est différence de pesée. 8. Quelle opération dois-tu effectuer pour calculer la masse d une centaine de petits clous? Masse (contenant + clous) Masse (contenant) = Masse (clous) 9. Quelle méthode dois-tu utiliser pour calculer le volume d une centaine de petits clous? Phrase complète. La méthode utilisée pour trouver le volume des clous est déplacement d eau. 10. Quelle méthode dois-tu utiliser pour trouver la masse du jus que contient un pot? Phrase complète. La méthode utilisée pour trouver la masse du jus est différence de pesée. 11. Quelle méthode dois-tu utiliser pour trouver le volume de jus que contient un pot? Phrase complète. Lecture directe (cylindre gradué)