Contenu à projeter
Aïcha et Viktor, deux frère et sœur, emménagent dans une nouvelle maison. Pour aider leurs parents, ils mettent dans des cartons les affaires qui sont entassées dans le grenier. En rangeant, ils tombent sur une boîte de jeu de palets, fabriqués à partir d’un matériau qu’ils ne connaissent pas.
Problématique : Comment connaître les masses de ces bouteilles en connaissant leur volume ?
Documents
Document 1 : Jeu de palets.
Le jeu de palets est un jeu traditionnel qui existe dans plusieurs régions en France. Il consiste à lancer des disques en métal sur une plaque et à gagner des points en étant au plus près d’une cible. Les douze palets découverts par Aïcha et Viktor sont en laiton. Ils possèdent chacun un volume de cm3. Jeu de palets en laiton
Jeu de palet en laiton
Document 2 : Variété des métaux utilisées dans notre quotidien
De nombreux métaux sont utilisés au quotidien, comme le fer, l’aluminium, le cuivre ou le zinc. Ils peuvent être extraits de la nature ou récupérés grâce au recyclage.
Pour améliorer leurs propriétés, on utilise des alliages qui sont des mélanges de métaux avec d’autres constituants. L‘acier (gris) et le laiton (jaune) sont deux alliages très courants.
Différents métaux
Document 3 : Proportionnalité entre masse et volume pour un matériau donné
Pour un matériau donné, la masse d’un objet est proportionnelle à son volume. Par exemple, cela signifie qu’il est possible de prévoir la masse d’un objet en cuivre qui mesurerait 30 cm3 en utilisant le tableau suivant :
Pour passer de 1 à 30,
il faut MULTIPLIER par 30
Passer de la première à la deuxième ligne, il faut MULTIPLIER par 1000, la valeur que l’on cherche est égale à : 9 × 30 = 270 g
Document 4 : Cylindres de même volume constitués de matériaux différents
De gauche à droite : Bois, mousse plastique, béton, Acier, Aluminium, Laiton
Expérimentation 01 : Mesure de la masse d’un solide.
Matériel
- Cylindres en PVC, en Aluminium, en acier, en laiton et en bois de même volume.
- Balance
Protocole :
- Allumer la balance
- Attendre que “Zero” s’affiche.
Si un autre nombre s’affiche, appuyer sur la touche “TARE” - Placer l’objet sur la balance et relever la masse mesurée.
Expérimentation 02 : Mesure du volume d’un solide.
Matériel
- Cylindres en PVC, en Aluminium, en acier, en laiton et en bois de même volume.
- Eprouvette graduée
Protocole :
- Verser de l’eau jusqu’à environ le milieu d’une éprouvette graduée et relever la valeur du volume initiale
- Placer délicatement le solide étudié dans l’éprouvette graduée et relever la nouvelle valeur du volume.
- Calculer la différence des deux volumes pour obtenir le volume de l’objet.
Bilan
BILAN
La masse d’un objet est une grandeur physique liée à la quantité de matière qui le constitue. Son unité officielle est le kilogramme (kg).
Pour un matériau donné, la masse et le volume sont deux grandeurs proportionnelles. Quand la masse du matériau est multipliée ou divisée par une valeur, alors le volume est multiplié ou divisé par cette même valeur.
Tableau de conversion
Aïcha et Viktor, deux frère et sœur, emménagent dans une nouvelle maison. Pour aider leurs parents, ils mettent dans des cartons les affaires qui sont entassées dans le grenier. En rangeant, ils tombent sur une boîte de jeu de palets, fabriqués à partir d’un matériau qu’ils ne connaissent pas.
En France, selon les régions il est recensé plus d’une dizaine de types et modes de pratiques différentes.
Problématique : Peut-on prévoir la masse d’un objet solide en connaissant son volume ?
Document 1 : Jeu de palets.
Le jeu de palets est un jeu traditionnel qui existe dans plusieurs régions en France. Il consiste à lancer des disques en métal sur une plaque et à gagner des points en étant au plus près d’une cible. Les douze palets découverts par Aïcha et Viktor sont en laiton. Ils possèdent chacun un volume de cm3. Jeu de palets en laiton
Jeu de palet en laiton
Document 2 : Variété des métaux utilisées dans notre quotidien
De nombreux métaux sont utilisés au quotidien, comme le fer, l’aluminium, le cuivre ou le zinc. Ils peuvent être extraits de la nature ou récupérés grâce au recyclage.
Pour améliorer leurs propriétés, on utilise des alliages qui sont des mélanges de métaux avec d’autres constituants. L‘acier (gris) et le laiton (jaune) sont deux alliages très courants.
Différents métaux
Document 3 : Proportionnalité entre masse et volume pour un matériau donné
Pour un matériau donné, la masse d’un objet est proportionnelle à son volume. Par exemple, cela signifie qu’il est possible de prévoir la masse d’un objet en cuivre qui mesurerait 30 cm3 en utilisant le tableau suivant :
Pour passer de 1 à 30,
il faut MULTIPLIER par 30
Passer de la première à la deuxième ligne, il faut MULTIPLIER par 1000, la valeur que l’on cherche est égale à : 9 × 30 = 270 g
Document 4 : Cylindres de même volume constitués de matériaux différents
De gauche à droite : Bois, mousse plastique, béton, Acier, Aluminium, Laiton
Expérimentation 01 : Mesure de la masse d’un solide.
Matériel
- Cylindres en PVC, en Aluminium, en acier, en laiton et en bois de même volume.
- Balance
Protocole :
- Allumer la balance
- Attendre que “Zero” s’affiche.
Si un autre nombre s’affiche, appuyer sur la touche “TARE” - Placer l’objet sur la balance et relever la masse mesurée.
Expérimentation 02 : Mesure du volume d’un solide.
Matériel
- Cylindres en PVC, en Aluminium, en acier, en laiton et en bois de même volume.
- Eprouvette graduée
Protocole :
- Verser de l’eau jusqu’à environ le milieu d’une éprouvette graduée et relever la valeur du volume initiale
- Placer délicatement le solide étudié dans l’éprouvette graduée et relever la nouvelle valeur du volume.
- Calculer la différence des deux volumes pour obtenir le volume de l’objet.
Vocabulaire
Centimètre cube : 1 cm3 = 1 mL
Alliage : mélange de plusieurs métaux pour former un nouveau matériau. Ce nouveau matériau garde l’aspect métallique, mais il est souvent plus solide, plus résistant
Je réponds pas à pas :
(Doc. 4) Avant de manipuler les cylindres à disposition, formuler une hypothèse en précisant lequel est le plus lourd.
Mettre en œuvre le protocole « Mesure de la masse d’un solide » pour mesurer les masses des cinq cylindres de même volume à disposition.
Quel est l’échantillon le plus lourd ? Votre hypothèse était-elle correcte ?
Mettre en œuvre le protocole « Mesure du volume d’un solide » en choisissant l’un des cylindres.
Exercice : Conversion des unités de masse
Résultats de mesures :
Numéro de l’échantillon
1
2
3
4
5
Masse (en g)
L’échantillon le plus lourd est le cylindre en laiton.
Résultats de mesures :
Volume initial = 55 mL
Volume final = 71 mL
Différence de volume = Volume final – Volume initial = 71 – 55 = 16 mL
Les cylindres ont un volume de 16 mL
Exploitations :
Le document 1 indique que chaque palet en laiton a un volume de 6 cm3. Pour connaître la masse d’un seul palet, il faut connaître la masse de 1 cm3 de laiton.
Le document 2 nous donne la démarche à suivre (la proportionnalité) :
÷ 16
? ? ?
Passer de la deuxième à la première ligne, il faut MULTIPLIER par 1000, la valeur que l’on cherche est égale à : 139,6 ÷ 30 = 8,7g
16 mL = 16 cm3
139,6 g
Puisque la masse de 1 cm3 de laiton pèse 8,7 g, la masse d’un palet de 6 cm3 est égale à : 6 × 8,7 = 52,2 g.
Le jeu compte 12 palets, la masse totale du jeu est égale à : 12 ×x 52,2 = 626,4 g
BILAN
La masse d’un objet est une grandeur physique liée à la quantité de matière qui le constitue. Son unité officielle est le kilogramme (kg).
Pour un matériau donné, la masse et le volume sont deux grandeurs proportionnelles. Quand la masse du matériau est multipliée ou divisée par une valeur, alors le volume est multiplié ou divisé par cette même valeur.
Pour deux matériaux différents, on ne peut pas faire de prévision : ils peuvent avoir la même masse mais des volumes différents, et inversement. Par exemple, 1 kg de plumes et 1 kg de plomb possèdent la même masse mais le volume des plumes est beaucoup plus élevé que celui du plomb.
Tableau de conversion :
0 ,
0
1
5
0
4
0
0 ,
0
0
6
0 ,
2
5
0
0 ,
0 ,
5
0
0
a) 15 g = 0,015 kg b) 0,4 kg = 400 g c) 0,06 g = 60 mg d) 2,5 t = 2500 kg e) 500 kg = 0,5 t