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VOLUME D UN LIQUIDE ET D UN SOLIDE

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Academic year: 2022

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Texte intégral

(1)

Leçon N° 8

: VOLUME D’UN LIQUIDE ET D’UN SOLIDE

I- Volume d’un corps et capacité d’un récipient 1- Volume d’un corps

a. Définition

Le volume d’un corps est l’espace occupé par ce corps. On le note V b. Unité de volume

L’unité légale de mesure de volume est le mètre cube (Symbole m3). Il existe des multiples et des sous multiples du m3.

1 m3 = 1000 dm3 1cm3 = 0,001 dm3 2- Capacité d’un récipient

a. Définition

La capacité d’un récipient est la plus grande quantité de liquide qu’il peut contenir. C’est le volume intérieur du récipient. On l’appelle aussi contenance du récipient.

b. Unité de capacité

L’unité légale de capacité est le litre (symbole L). Il existe des multiples et des sous multiples du litre.

Multiples Sous multiples

kL hL daL L dL cL mL

1L = 10 dL ; 1 cL = 0,01 L ; 1kL = 1000 L

Remarque :

Il existe une correspondance entre les unités de volume et celles de la capacité.

m3 dm3 cm3 mm3

kL hL daL L dL hL mL

1 m3 = 1 dm3 ; 1 dm3 = 1L ; 0,5 cm3 = 0,5 mL Activité d’application 1

On te donne le texte incomplet ci-dessous.

« Le volume d’un corps est une grandeur physique. Il représente l’espace occupé par ce corps. L’unité légale de volume est le mètre-cube

La capacité d’un récipient est la quantité de liquide qu’il peut contenir L’unité légale de capacité est le litre de symbole. Il existe des multiples et sous-multiples. »

Complète le texte ci-dessus par les mots et groupes de mots suivants: capacité, mètre-cube, litre, contenir, l’espace.

m3 dm3 cm3 mm3

(2)

Activité d’application 2

Effectue les conversions suivantes :

a. 2,5 cm3 = 2500 mm3 ; b. 2,5 cm3= 0,0025 L c. 35000 mL = 35000 cm3 ; d. 35000 mL= 0, 035 m3 e. 14,75 cL = 147,5 mL

II- Mesure de volume d’un liquide 1- Expérience

2- Conclusion

Pour mesurer le volume d’un liquide, il faut utiliser un récipient gradué.

Remarque : Pour mesurer le volume d’un liquide, on peut aussi utiliser des récipients de capacité connue 3- Méthode de lecture d’un volume

Pour effectuer la mesure du volume, il faut : - Déterminer la valeur d’une graduation

- Placer l’œil dans la position de la bonne lecture (2) - Effectuer la lecture.

NB : Les graduations ne sont pas toujours identiques sur les récipients.

100 200 300 400 500 600

cm

3

6

1 3 4 5 7 8 10

2 9

cm

3

V = 360 cm3 V = 4,5 cm3

mL 50 40 30 20 10 50 mL

40 30 20

10 mL

50 40 30 20 10

Mauvaise lecture (1) Bonne lecture (2) Mauvaise lecture (3)

Prendre un récipient gradué

Verser le liquide dans le récipient gradué

Faire la lecture du volume : V= 32 mL

(3)

Activité d’application 3

Détermine la valeur correspondant à une division puis donne le volume du liquide contenu dans chaque éprouvette graduée.

III- Mesure de volume d’un solide 1- Solide de forme quelconque

a- Expérience et résultat

Dans une éprouvette graduée contenant initialement un volume V1 d’eau, on y plonge un solide de forme quelconque. Le niveau de l’eau augmente. Soit V2 le volume final.

a- Conclusion

Pour mesurer le volume d’un solide de forme quelconque, on utilise la méthode de déplacement de liquide

On Détermine le volume (V) du solide par la relation : V = V2 – V1

Activité d’application 4

Konan réalise l’expérience dont le schéma est représenté ci-après :

1- Le volume V du caillou est : V= V2 – V1 = 140- 80 = 60 mL

mL

50 100

150 V2 = 140 mL

mL

50 100 150 7

4

1

cm3

2 0 4 0 6 0 8 0

cm3

20 0 10 50 0 15 0

25 30 35 40

5 mL

3 2 6 8

Division = 1 mL V1 = 6 mL.

Division= 𝟔−𝟒.𝟓 = 0,2 cm3 V2 = 4,4 cm3

Division = 35−30 2 = 2,5 cm3 V3 = 32,5 cm3

mL

20 30 40 50 60

Division = 50−405 = 2 mL V4 = 44 mL

V = 230 – 150 V = 80 cm3

Le volume du solide est :

V = V2 – V1

230

1 2 3 4 5 6 cm3

1 2 3 4

5 6 cm3

V1

V2

150

V1 = 80 mL.

(4)

2- Cette méthode de mesure de volume est appelée Méthode de déplacement de liquide

2- Solide de forme géométrique simple

Pour obtenir le volume d’un solide de forme géométrique simple :

- On mesure les dimensions du solide (Longueur, largeur, hauteur, diamètre …).

- On calcule le volume du solide en appliquant la formule qui convient.

Nom Cube Pavé Cylindre

Schéma

Formule du volume

V = a x a x a V = L x h x

l

V = x h x R x R

R

Activité d’application 5

1- Ton petit frère te demande de calculer le volume d’air contenu dans une salle de classe dont les dimensions intérieures sont: longueur : L = 10m; largeur: l =5m ; hauteur: H =3m .

a. Ecris la formule du volume d’un pavé.

b. Dis quelle forme a l’intérieure de cette salle de classe.

c. Calcule le volume d’air que contient cette salle de classe.

a. V = L x l x h

b. La sale de classe a la forme d’un pave droit c. V = 10 x 5 x 3 = 150 m3

2- Un dé de Ludo a une forme cubique de côté 10mm.

a. Ecris la formule du volume d’un cube.

b. Calcule le volume V du dé.

a. V = a3

b. V = 10 x 10 x 10 = 1000 mm3

3- Une boite de lait de forme cylindrique a pour dimensions : H = 20cm et R = 4 cm.

Prendre π= 3,14

a. Ecris la formule du volume d’un cylindre b. Calcule le volume de la boîte de lait a. V = π . r2 . h

b. V = 3,14 x 42 x 20 = 1004,8 cm3

(5)

Situation d’évaluation 1

Au cours d’une séance de travaux pratiques au laboratoire de ton établissement, le professeur met à la

disposition du groupe d’Akissi, une boite de lait de forme cylindrique dont les dimensions sont les suivantes : diamètre d = 6 cm ; hauteur h = 10 cm. Voulant vérifier leurs acquis après la leçon sur le volume d’un solide et d’un liquide, le professeur les soumet au questionnaire suivant. N’y parvenant pas, ils sollicitent ton aide.

1. Donne :

1.1- La définition du volume d’un corps

1.2- La formule qui permet de calculer le volume d’un cylindre.

2. Détermine :

2.1- Le rayon de la boîte de lait 2.2- Le volume de la boîte de lait.

3. Convertis ce volume en dm3.

Situation d’évaluation 2

Au cours d’une séance de travaux pratiques, un groupe d’élèves d’une classe de 6è doit trouver le volume d’une pâte à modeler. Sous la supervision de leur professeur, ils réalisent l’expérience schématisée ci-dessous.

1. Nomme la méthode utilisée par ce groupe d’élèves pour mesurer le volume de la pâte à modeler.

2. Donne les valeurs des volumes V1 et V2. 3. Calcule le volume V de la pâte à modeler.

V1

Act Pâte à

modeler modeler

mL

20 30 40 50 60 mL

20 30 40 50 60

V2

Act

(6)

Leçon N° 9

: MASSE D’UN SOLIDE ET D’UN LIQUIDE

I- Masse d’un corps 1- Notion de masse

La masse d’un corps est ce qu’on mesure avec une balance. Elle représente la quantité de matière que renferme ce corps. On la note m

2- Unités

 L’unité légale de la masse est le kilogramme ( kg )

 L’unité usuelle est le gramme (g)

 On utilise également les multiples et sous-multiples du kilogramme

3- Instrument de mesure

L’instrument de mesure de la masse est la balance Il existe plusieurs types de balances :

La balance Roberval

La balance romaine

La balance électronique

La balance à ressort

Le pèse-lettre

Le pèse-personne

La bascule

Schéma de quelques balances Le pèse

lettre

La balance romaine

La balance de Roberval

La balance électronique

Multiples Unité légale Sous multiples

Tonne Quintal Kilogramme Hectogramme Décagramme Gramme Décigramme Centigramme Milligramme

t q kg hg dag g dg cg mg

Tableau des unités de masse

(7)

Activité d’application 1 1)

a- Définis la masse d’un corps : La masse d’un corps est ce qu’on mesure avec une balance. Elle représente la quantité de matière que renferme ce corps.

b- Donne le nom de l’instrument de mesure de la masse : La balance.

c- Donne l’unité légale de masse : Le kilogramme 1) Convertis :

1 kg = 1000 g 1,25 t = 1250 kg 17,45 mg = 0,01745 g II- Utilisation d’une balance Roberval

1) Schéma d’une balance Roberval

2) Schéma simplifié d’une balance Roberval

3) Les masses marquées

Une masse marquée est un solide métallique de masse connue. La valeur de la masse marquée est inscrite sur le solide

Remarque :

Les masses marquées sont indispensables dans l’utilisation d’une balance Roberval.

La composition d’une boite de masses marquées de 1 kg est : 500g ; 200g ; 100g ; 100g ; 50g ; 20g ; 10g ; 10g ; 5g ; 2g ; 2g ; 1g.

(8)

Activité d’application 2

1- Fais le schéma simplifié d’une balance Roberval en équilibre :

2- Donne la composition d’une boîte de masses marquées de 1 kg : 500g ; 200g ; 100g ; 100g ; 50g ; 20g ; 10g ; 10g ; 5g ; 2g ; 2g ; 1g.

III- Mesures de la masse

1) Mesure de la masse d’un solide a. Expérience et observation

- En a, dans un plateau de la balance on met le solide (S) à peser : l’aiguille qui était verticale se penche du côté du plateau le plus lourd c’est-à-dire qui contient le solide (S).

- En b dans l’autre plateau on place les masses marquées : l’aiguille reprend sa position verticale b. Résultat

La masse de l’objet est alors : m= 100g + 50g +20g =170g

c. Conclusion

Pour déterminer la masse d’un solide on procède de la manière suivante : - On place dans l’un des plateaux le solide à peser.

- On place dans l’autre plateau les masses marquées l’une après l’autre dans l’ordre décroissant de manière à ce que l’aiguille reprenne sa position verticale : C’est l’équilibre à charge.

- On fait ensuite la somme des masses marquées restées sur le plateau pour obtenir la masse de l’objet à peser

NB : Cette expérience est appelée la simple pesée.

Activité d’application 3

Détermine la masse du l’ananas dans l’expérience suivante :

1er cas :

a b

100g 50g 20g

(S) (S)

500 g 100 g

20 g La masse m de l’ananas est : m = 500 g+ 100g + 20g = 620g

(9)

2) Masse d’un liquide

a. Expérience et résultat

On pèse le récipient vide On pèse ensuite le récipient contenant le liquide

La masse du récipient vide est : m1 = 20g +50g = 70g

La masse du récipient contenant le liquide est : m2 = 100g + 50g +10g + 5g = 165g La masse du liquide est : m = m2 – m1 = 165g – 70g = 95g

b. Conclusion

- Pour déterminer la masse d’un liquide, on utilise deux (2) simples pesées

- On obtient la masse du liquide en faisant la différence des deux masses lors de ces pesées.

Activité d’application 4

Détermine la masse du l’ananas dans l’expérience suivante :

La masse m du liquide est : m = m2 – m1 = 222g – 60g

3) Mesure de la masse d’un corps par double pesée (Utilisation d’une tare) a. Expérience et observation

On procède de la manière suivante :

La masse m1 du récipient vide est : m1 = 50g + 10g = 60g

La masse m2 du récipient avec le liquide est : m2 = 200g + 20g + 2g = 222g

m1

50 g 10 g

m2

200 g 20 g

2 g

On retire l’objet à peser et on rétablit l’équilibre de la balance. On détermine la masse m2 des masses marquées utilisées:

m2 = . . .

M

liq

= m

2

- m

1

20g 50g 100g 50g 10g 5g

a Objet à peser

Tare

….. 50g 10g

100g 20g 5g

b c

(10)

On obtient la masse m de l’objet pesé en faisant : Ici on a : m = 160g – 25g = 135g

b. Conclusion

Pour mesurer la masse d’un corps par double pesée :

- On ajoute des masses marquées (m1) au solide pour établir l’équilibre avec la tare - On pèse la tare seule (m2)

- Puis on calcule la masse (m) du corps en faisant la différence des deux masses : NB : Cette expérience est appelée double pesée ou utilisation de la tare

Remarques :

- La tare est un solide de plus grande masse

- La double pesée est préférable à la simple pesée dans le cas d’un liquide ou lorsque la balance n’a pas d’équilibre à vide

Activité d’application 5 :

On réalise l’expérience ci-dessous en vue de déterminer la masse (m) du seau.

a. Donne le nom de cette expérience b. Détermine la masse (m) de l’objet

Situation d’évaluation

Au cours d’une séance de TP – Physique, le professeur demande à ZONGO, élève en classe de 6e dans ton collège, de déterminer la masse d’une quantité de jus de citron qu’il vient de lui donner dans un gobelet.

Pour cela, le professeur réalise lui-même les expériences ci-dessous.

m = m2 – m1

Objet à peser

(seau) 5g 50g 50g 200g 20g

Tare

Tare

50 g

100 g

500 g

10 g 200 g Jus de citron

- En a, on dépose l’objet à peser dans un plateau et la tare dans l’autre

- En b, on équilibre la balance à l’aide de masses marquées que l’on place à côté de l’objet à peser. Soit m1

la somme des masses marquées placées : m1 = 20g + 5g = 25g

- En c, on retire l’objet à peser et puis on rétablit l’équilibre de la balance en ajoutant des masses marquées. Soit m2 la sommes des masses marquées utilisées: m2 = 100g + 50g + 10g = 160g

m = m2 – m1

(11)

Cependant n’y parvenant pas, ZONGO sollicite ton aide, en tant qu’élève de 6e pour répondre aux questions suivantes.

1- Donne :

1.1. La définition de la masse d’un corps

1.2. Le nom de l’instrument qui permet de mesurer la masse d’un corps.

1.3. L’unité légale de la masse

1.4. La composition d’une boite de masse marquée de 1 Kg 2- Détermine :

2.1. La masse m1 du récipient vide.

2.2. La masse m2 du récipient avec le jus de citron.

3- Calcule la masse m du jus de citron contenu dans le gobelet.

4- Précise les masses marquées à utiliser pour obtenir la masse du jus de citron

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