La mesure des grandeurs physiques Cinquièmes collège Lamartine Hondschoote Physique Chapitre 5 La mesure des grandeurs physiques Mr Malfoy

Chapitre C09: La mesure des grandeurs physiques Je dois savoir: Ø Distinguer masse et volume Ø Mesurer une masse avec une balance électronique Ø Connaître l’unité légale de la masse (le kilogramme) Ø Mesurer le volume d’un liquide et d’un solide Ø Connaître les unités de volume et de capacité et savoir que 1L = 1dm3 et 1mL = 1cm3 savoir qu’un litre a une masse de 1kg savoir mesurer une température en °C Connaitre l’unité de la masse volumique et sa définition

Chapitre C09: La mesure des grandeurs physiques Je peux m’aider: Ø      masses et volumes sur sciences buissonnières Ø      masse sur science buissonnières Ø      masses (animation J.P. Fournat) Ø      volumes (animation J.P. Fournat) Ø masse volumique (animation J.P. Fournat)

Une grandeur se mesure à l’aide d’un instrument de mesure. I Définition On appelle grandeur physique toute caractéristique qui peut être quantifiée par la mesure ou le calcul. les différentes valeurs possibles s'expriment à l'aide d'un nombre généralement accompagné d'une unité de mesure. Une grandeur se mesure à l’aide d’un instrument de mesure.

Ainsi par exemple, la masse et la longueur sont des grandeurs qui s'expriment respectivement en kilogrammes et en mètres (ou en multiples ou sous-multiples de ces unités de base). La température s’exprime en °C.

A l’aide de tes souvenirs de l’école primaire ou en cherchant dans un dictionnaire ou sur Internet, complète le tableau suivant. Grandeur Symbole de la grandeur Nom de l’unité de mesure Symbole de l’unité de mesure Appareil de mesure T ou θ Degré Celsius Longueur Mètre ruban largeur kg Volume Température °C Thermomètre L mètre m l Mètre ruban mètre m masse M kilogramme balance V mètre cube m3

II Comment mesurer des masses : Rappels La masse se mesure à l’aide d’une balance. L’unité légale de mesure de la masse est le kilogramme (de symbole kg) mais ce n’est pas toujours la plus pratique, on utilise des multiples et sous-multiples

Il va falloir utiliser un tableau de conversions Ø      Repérer la colonne de l’unité du nombre à convertir (mettre une virgule à l’unité de départ) Ø      Placer le dernier chiffre de la partie entière du nombre à convertir dans cette colonne Ø      Compléter le chiffre Ø      Déplacer la virgule dans la colonne de l’unité d’arrivée Ø      Ajouter des zéros si nécessaire

1) Rappels (suite) Ø      Placer le dernier chiffre de la partie entière du nombre à convertir dans cette colonne Ø      Repérer la colonne de l’unité du nombre à convertir (mettre une virgule à l’unité de départ) Ø      Compléter le chiffre Ø      Ajouter des zéros si nécessaire Ø      Déplacer la virgule dans la colonne de l’unité d’arrivée Kg   g mg g 0, , 1 4 5, 5 , 2 145,2 mg = 0,1452 g 145,2 mg = ................ g Utilise ton tableau de conversion pour faire les conversions suivantes: 1,5 kilogrammes en grammes ; 150 grammes en kilogrammes ; 2,1 hectogrammes en grammes

a) masse d’un objet simple 2) Mesurer une masse a)  masse d’un objet simple 00.00 g 12.13 appuyer sur le bouton {TARE/ON} de la balance poser l’objet délicatement lire la valeur (et l’unité)

b) masse d’une substance 00.00 g 05.32 Poser un récipient vide sur la balance appuyer sur le bouton ­{TARE/ON} de la balance poser le produit délicatement lire la valeur (et l’unité)

III Comment mesurer des volumes : unités de volume et de capacité (voir DM) a) Rappels L’unité de longueur est le mètre, mais il existe de nombreux multiples et sous multiples kilomètre hectomètre décamètre mètre décimètre centimètre millimètre km hm dam m dm cm mm  

Une surface est le produit de deux longueurs : S= (L x l ) elle s’exprime donc en mètre carré (m2) S l L Un volume est le produit de trois longueurs : V = (L x l x h) il s’exprime donc en mètre cube (m3) h V l L b)            Exercices (voir fiche)

On a vu dans les exercices les correspondances suivantes: c)  unités de volume On a vu dans les exercices les correspondances suivantes: 1 m3 correspond à 1000 dm3 1 dm3 correspond à 1000 cm3 On peut donc construire le tableau de conversions suivant   m3 dm3 cm3

d)  unités de capacité Dans la vie de tous les jours, on mesure la contenance d’un récipient en litres. Il existe également des multiples hL daL L dL cL mL  

e)  correspondances On peut vider un bouteille de 1L d’eau dans un cube de 10 cm de côté (1dm). On peut donc établir les correspondances suivantes Unités de volume m3   dm3 cm3 Unités de contenance kL hL daL L dL cL mL

On mesure un volume avec une éprouvette graduée. 2) Mesurer un volume a)  Volume d’un liquide On mesure un volume avec une éprouvette graduée. Pour mesurer le volume avec précision il faut positionner correctement son œil par rapport à l’éprouvette 20 10 mL La surface de l’eau dans l’éprouvette est arrondie: il se forme un ménisque.

Faire la différence entre deux indications (ex 20 – 10 = 10 mL) Attention !!!! Il faut bien évaluer le volume entre deux graduations : Faire la différence entre deux indications (ex 20 – 10 = 10 mL) Puis diviser le résultat par le nombre de graduations entre ces deux indications (ici 5 graduations soit 10/5=2 mL) 20 10 mL Ici le volume est de 14 mL (10mL + 2 graduations de 2 mL chacune soit au total 14 mL ) Ici le volume est de 14 mL

Au collège on mesure les volumes avec une éprouvette graduée. L’unité légale est le mètre cube (m3) mais on utilise aussi le litre (L) b)  Volume d’un solide (voir TP)- masse volumique (voir TP)

III Comment mesurer la masse volumique : Définition La masse volumique d’un matériau (notée ρ) correspond à la masse d’un mètre cube du matériau. On l’obtient par l’opération suivante : ρ= m/V avec : m la masse en kilogramme et V le volume en m3

2) mesure Objet 1 2 3 4 5 6 7 8 matière Masse (m en g) (m en kg) Volume (V en L) (V en m3) Masse Volumique (ρ en kg/m3)

2) graphique Trace le graphique représentant l’évolution de la masse en fonction du volume. Ajoute un titre au graphique et à chaque axe. Ajoute également les unités sur chaque axe. O

IV Mesure de la température 1) Instrument de mesure La température se mesure à l’aide d’un thermomètre. Il existe différentes sortes de thermomètres ( Thermomètre de Galilée, thermomètre à dilatation, sonde thermométrique, etc)

2) Unité de mesure L’unité de mesure de la température est le degré Celsius noté : °C Remarque : il existe d’autres unités de mesure de la température : le Degré Kelvin (K) ou le degré Fahrenheit (F)