Th.1-Chap.1 Activité 5. Calcul de la masse volumique de l'eau-correction

Proposer un protocole d'expérience : 18B Utiliser des instruments de mesure : 19B

Problèmes : Comment expliquer que certaines matières flottent sur l'eau alors que d'autres coulent ?

1. Proposer une hypothèse pour répondre à ce problème

Pensez à faire une hypothèse précise et vérifiable

I. Calculer la masse volumique de l'eau.

Pour calculer la masse volumique de l'eau, il faut choisir un volume mesurer sa masse puis calculer sa

masse volumique à l'aide de la formule précédente.

1. Réalisez votre expérience et expliquez en détail votre démarche afin de déterminer la masse volumique de l'eau.

Pensez à indiquer les appareils de mesure utilisés.

Pour déterminer le volume : Je verse une quantité d’eau dans une éprouvette graduée et je note son volume avec

précision en regardant le bas de ménisque. Ici V =125mL soit 125cm3

Pour déterminer la masse : je place l’éprouvette vide sur la balance et je fais la tare pour la remettre à zéro. Je mets

125mL dans l’éprouvette et je pèse son volume en lisant l’indication sur la balance. Ici m = 126g

Pour déterminer la masse volumique j’utilise la formule précédente pour calculer la masse volumique

𝜌 =𝑚

𝑉=126/125 =1, 008 g/cm3

Conclusion : La masse volumique de l’eau est environ de 1g/cm3

II. Lamasse volumique et la flottaison d'un objet Afin de comprendre pourquoi certains objets coulent et d'autre flottent, on vous propose de déterminer la masse

volumique de deux objets : un objet en bois et un objet en roche.

Vous disposez d’un parallélépipède en boiset d'un caillou aux formes irrégulières.

Pour chacun de ces deux objets vous devez calculer la masse volumique en utilisant le matériel à votre

disposition puis déterminer s'il coule ou flotte. Proposez ensuite une conclusion générale sur la densité

des objets et leur capacité à flotter dans l'eau.

1. Réfléchissez à une façon de calculer le volume de l'objet ou à une expérience qui pourrait vous permettre de le mesurer.

2. Réaliser vos deux expériences 3. Rédigersur une feuille de classeur un compte rendu d'expérience complet et précis. 4. Penser à rédiger la conclusion générale.

Calcul de la masse volumique du morceau de bois • Pour calculer le volume du cube en bois, je mesure ces dimensions à la règle et je calcule son volume grâce à

la formule : V = L x l x h soit V = 2,8 x 3,9 x4=43,7cm3 mon morceau de bois à donc pour volume 43.7cm3

𝜌 =𝑚

𝑉

La masse volumique(ρ)est le rapport entre la masse d’un objet par son volume.

ρ est la lettre « Rhô », 17ème lettre de l’alphabet grec. m est la masse de l’objet que vous exprimerez en grammes. V est le volume de l’objet que vous exprimerez en cm3. (Rappel : 1 cm3 = 1 mL) ρ est la masse volumique que vous exprimerez en g/cm3.

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Th.1-Chap.1 Activité 5. Calcul de la masse volumique de l'eau-correction

Puis je pèse le cube grâce à la balance (j’ai pensé à bien la mettre à zéro) La masse du morceau de bois est donc de m= 28g

Calcul de la masse volumique du caillou

• Pour déterminer le volume du caillou, je ne peux pas le calculer car sa forme est irrégulière. • J’utilise donc une éprouvette et de l’eau pour mesurer son volume :

• Je mets de l’eau dans l’éprouvette et je mesure précisément le volume (V1)

• Je mets l’objet dans l’éprouvette et je remesure le volume (V2) • Je calcul le volume de l’objet V = V2-V1

Photo de l'expérience Schéma de l'expérience pour déterminer le volume du caillou

Ici V=210-100=110mL soit 110 cm3. Le caillou a donc un volume de 110 cm3

• Pour déterminer sa masse, je pèse l’objet en vérifiant que l’objet est sec et que j’ai bien remis la balance à zéro.

• Je calcule sa masse volumique en appliquant la formule :

• = m/V= 286/110 = 2,6 g/cm3 la masse volumique du caillou est donc de 2.6g/cm3 • Lorsque j’ai mit l’objet dans l’eau j’ai noté qu’il coulait.

Conclusion générale • J'ai déterminé que la masse volumique de l’eau est de 1g/cm3 • J'ai déterminé que la masse volumique du bois testé est de 0.64g/cm3 et il flotte • J'ai déterminé que la masse volumique du caillou testé est de 2,6g/cm3 et il coule. • Je déduis que tous les objets dont la masse volumique est inférieure à 1 flottent alors que eux dont

la masse volumique est supérieure à 1 coulent.

Th.1-Chap.1 Activité 5. Calcul de la masse volumique de l'eau-correction

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III. Exercices d'application Ex.1 Ex.2

Ex.3 Ex.4

Ex.3

7.86 0.24 0.45 3.51 0.7

Le liège, le sapin et l'acajou flotteront donc mais le

fer et le diamant vont couler

or >argent>cuivre>fer>zinc>aluminium

l'or

1.04 1.04 1.04 1.04

Je vois que quelque soit le volume étudié la masse

volumique reste la même car elle spécifique à un

matériaux et non pas à sa quantité. Détermination par le graphique : 113cm3

Détermination par le calcul :

S=Volume = masse /masse volumique

=120/1.04=115,4 cm3

Par le calcul, l'estimation est bien plus précise.