V VIDYALAYA · Soutien scolaire
Physique-Chimie5eOrganisation et transformations de la matiereExercices + corrigé

Masse volumique — Exercices

Calculer, identifier une substance, prévoir la flottaison. Corrigé en fin de fiche.
⏱ ~20 min✎ Calculatrice autorisée
1Calculer une masse volumique/ 4 pts
Calcule la masse volumique de chaque objet. Exprime le résultat en g/cm³.
  1. a) Une pierre a une masse $m = 130 \text{ g}$ et un volume $V = 50 \text{ cm}^3$.
  2. b) Un morceau de bois a une masse $m = 18 \text{ g}$ et un volume $V = 30 \text{ cm}^3$.
2Trouver la masse ou le volume/ 4 pts
Utilise les formules dérivées de $\rho = \dfrac{m}{V}$ pour répondre.
  1. a) Un morceau de cuivre ($\rho = 8{,}9 \text{ g/cm}^3$) a une masse $m = 89 \text{ g}$. Calcule son volume $V$.
  2. b) Un récipient contient $V = 200 \text{ cm}^3$ d'huile végétale ($\rho = 0{,}9 \text{ g/cm}^3$). Calcule la masse $m$ de cet échantillon.
3Flottaison/ 3 pts
On dépose les objets suivants dans de l'eau pure ($\rho_{\text{eau}} = 1{,}0 \text{ g/cm}^3$). Pour chaque objet, indique s'il flotte ou coule et justifie en comparant les masses volumiques.
  1. a) Liège : $\rho = 0{,}24 \text{ g/cm}^3$
  2. b) Glace : $\rho = 0{,}92 \text{ g/cm}^3$
  3. c) Aluminium : $\rho = 2{,}7 \text{ g/cm}^3$
4Identifier un métal inconnu/ 3 pts
Un élève mesure $m = 158 \text{ g}$ et $V = 20 \text{ cm}^3$ pour un objet métallique inconnu. Calcule sa masse volumique, puis identifie le métal à l'aide du tableau de référence ci-dessous.
  1. Tableau de référence (en g/cm³) : Aluminium $2{,}7$ — Fer $7{,}9$ — Cuivre $8{,}9$ — Plomb $11{,}3$.
  2. Calcule $\rho$, puis conclus sur la nature du métal.
5Enquête dans la cuisine/ 3 pts
Une bouteille plastique vide pèse $50 \text{ g}$. Remplie de $330 \text{ mL}$ d'un liquide inconnu, elle pèse $380 \text{ g}$. Rappel : $1 \text{ mL} = 1 \text{ cm}^3$.
  1. a) Calcule la masse $m$ du liquide seul.
  2. b) Calcule la masse volumique $\rho$ du liquide.
  3. c) Identifie le liquide parmi les possibilités : eau pure ($1{,}0 \text{ g/cm}^3$), éthanol ($0{,}79 \text{ g/cm}^3$), sirop de sucre ($1{,}3 \text{ g/cm}^3$).
Corrigé détaillé
1Calculer une masse volumique
a) \(\rho = \dfrac{m}{V} = \dfrac{130}{50} =\) \(2{,}6 \text{ g/cm}^3\)
b) \(\rho = \dfrac{m}{V} = \dfrac{18}{30} =\) \(0{,}6 \text{ g/cm}^3\)
2Trouver la masse ou le volume
a) \(V = \dfrac{m}{\rho} = \dfrac{89}{8{,}9} =\) \(10 \text{ cm}^3\)
b) \(m = \rho \times V = 0{,}9 \times 200 =\) \(180 \text{ g}\)
3Flottaison
a) \(0{,}24 \lt 1{,}0 \text{ g/cm}^3\) \(\text{Le liège flotte.}\)
b) \(0{,}92 \lt 1{,}0 \text{ g/cm}^3\) \(\text{La glace flotte.}\)
c) \(2{,}7 \gt 1{,}0 \text{ g/cm}^3\) \(\text{L'aluminium coule.}\)
4Identifier un métal inconnu
\(\rho = \dfrac{m}{V} = \dfrac{158}{20} = 7{,}9 \text{ g/cm}^3\) \(\text{C'est du fer.}\)
5Enquête dans la cuisine
a) \(m_{\text{liquide}} = 380 - 50 =\) \(330 \text{ g}\)
b) \(\rho = \dfrac{m}{V} = \dfrac{330}{330} =\) \(1{,}0 \text{ g/cm}^3\)
c) \(\rho = 1{,}0 \text{ g/cm}^3\) \(\text{C'est de l'eau pure.}\)