La masse volumique compare masse et espace — Éducation physique, 11–13
La masse volumique indique quelle masse est concentrée dans un volume donné. Elle aide à comprendre pourquoi certains objets flottent, coulent ou semblent étonnamment lourds pour leur taille.
À quel point la matière est compacte
La masse volumique compare la masse d’un objet avec l’espace qu’il occupe. Un petit morceau de plomb peut avoir plus de masse qu’un morceau de bois bien plus grand, car sa matière est plus compacte. On la calcule en divisant la masse par le volume, souvent en kilogrammes par mètre cube.
Pourquoi la masse volumique est utile
Regarder seulement la taille ou la masse ne suffit pas pour connaître un matériau. Les scientifiques avaient besoin de comparer équitablement des échantillons de tailles différentes : ils ont donc comparé la masse contenue dans chaque unité de volume. Cela aide à identifier les matériaux et à prévoir la flottaison.
Calculer la masse volumique d’un bloc
Un bloc métallique a une masse de 540 g et un volume de 200 cm³. On divise la masse par le volume : 540 ÷ 200 = 2,7 g/cm³. L’eau a une masse volumique d’environ 1 g/cm³ : le bloc est donc plus dense qu’elle et coulerait s’il ne contenait pas d’air.
Grand ne veut pas dire dense
Il est compréhensible de croire qu’un grand objet est dense parce qu’il peut sembler lourd. Pourtant, la masse volumique indique quelle masse tient dans chaque partie du volume, et non la masse totale. Une immense boîte en carton vide peut avoir plus de volume et être moins dense qu’une petite pierre pleine.
Bateaux et matériaux
L’acier est plus dense que l’eau, mais un navire en acier peut flotter grâce à sa forme creuse, qui contient beaucoup d’air. La masse volumique moyenne du navire, acier et air compris, est inférieure à celle de l’eau. Les ingénieurs utilisent cette idée pour concevoir bateaux, gilets de sauvetage et conteneurs flottants.
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