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 :
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 6 cm3
.
Document 2 : Variété des métaux utilisés 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
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 :
Protocole : Mesure du volume d'un solide
1. Verser de l'eau jusqu'au milieu d'une éprouvette graduée et relever la valeur du volume initial.
2. Placer délicatement le solide étudié dans l'éprouvette graduée et relever la nouvelle valeur du volume.
3. Calculer la différence des deux volumes pour obtenir le volume de l'objet.
Document 4 : Cylindres de même volume constitués de matériaux différents
1. Doc. 4 : Avant de manipuler les cylindres à disposition, formuler une hypothèse en précisant lequel est le plus lourd.
Question⚓
5. Doc. 1, Doc. 2 et Doc. 3 : Calculer la masse de l'ensemble des palets du jeu découvert par Aïcha et Viktor dans leur grenier.
Solution⚓
D'après le document 3, la masse et le volume d'un matériau sont proportionnels.
D'après le document 1, Aïcha et Viktor possèdent 12 palets qui ont chacun un volume de 6 cm3.
Volume total (12 palets) = 12 x 6 cm3 = 72 cm3
Le cylindre de laiton de volume V = 10 mL = 10 cm3 a une masse de ...................... g
laiton | Volume | Masse |
1 cm3 | .... g | |
72 cm3 | .... g |
Donc les 12 palets de laiton d'Aïcha et Viktor ont une masse de ...... g.