CoursPhysique · 4e
Pourquoi le fer coule-t-il et le bois flotte-t-il ? Pourquoi a-t-on mal aux oreilles en plongeant ? En 4ᵉ, deux notions répondent à ces questions : la masse volumique et la pression.
Le cours
La masse volumique mesure la masse contenue dans un volume donné. Elle se calcule en divisant la masse par le volume. Deux objets de même volume peuvent avoir des masses très différentes : le fer est beaucoup plus « dense » que le bois.
Elle s'exprime souvent en g/cm³ ou kg/m³.
Masse volumique = masse ÷ volume. Le fer a une masse volumique bien plus grande que le bois.
Un objet flotte ou coule selon sa masse volumique comparée à celle du liquide. S'il est moins « dense » que l'eau, il flotte (le bois) ; s'il est plus dense, il coule (le fer).
C'est pourquoi un même matériau se comporte toujours de la même façon dans l'eau.
Le bois (moins dense que l'eau) flotte ; le fer (plus dense) coule.
La pression mesure la force exercée sur une surface donnée. Plus la force est répartie sur une petite surface, plus la pression est grande. C'est pourquoi un objet pointu (une aiguille) exerce une forte pression.
La pression s'exprime en pascals (Pa) ou en bars.
Une punaise s'enfonce facilement car sa pointe fine concentre la force sur une petite surface (forte pression).
Dans un liquide, la pression augmente avec la profondeur : c'est pour cela qu'on ressent une pression sur les oreilles en plongeant. Les gaz exercent aussi une pression (l'air qui nous entoure : la pression atmosphérique).
La pression d'un gaz augmente si on le comprime.
Plus on plonge profond, plus la pression de l'eau sur le corps est forte.
Ce qu'il faut absolument retenir
Vérifie ta compréhension
Exercice 1Comment calcule-t-on la masse volumique ?
La masse volumique = masse ÷ volume.
Exercice 2Pourquoi le bois flotte-t-il sur l'eau ?
Le bois flotte parce que sa masse volumique est inférieure à celle de l'eau (moins dense).
Exercice 3Pourquoi une aiguille s'enfonce-t-elle facilement ?
Sur une très petite surface, la même force produit une forte pression : l'aiguille pénètre facilement.
Exercice 4Dans un liquide, la pression augmente avec la profondeur.
Vrai : plus on descend, plus la pression augmente (d'où la sensation sur les oreilles en plongeant).
Exercice 5Deux objets ont le même volume mais des masses différentes. Lequel a la plus grande masse volumique ?
Celui qui a la plus grande masse. À volume égal, la masse volumique (masse ÷ volume) est d'autant plus grande que la masse est élevée : l'objet le plus lourd a donc la plus grande masse volumique.