سلسلة تمارين

Série d’exercices n

◦

1 : La

masse volumique et les

corps flottants

8ème année de base - Collège

pilote

Année scolaire 2026-2027

Exercice n

◦

1 (5 points) : Détermination de la masse volumique d’un solide

Contexte : Pour identifier la nature d’un bloc métallique cubique, un élève mesure sa masse à l’aide

d’une balance électronique et détermine son volume.

78 g

balance taree

10 mL

lecture au menisque

Fig. 1 : Mesure de la masse et du volume d’un bloc métallique.

Données :

— Masse du bloc : m = 78 g

— Volume du bloc : V = 10 cm

3

1) Partie A : Mesures et calculs

a- Rappeler la formule mathématique permettant de calculer la masse volumique ρ d’un corps

à partir de sa masse m et de son volume V .

b- Calculer la masse volumique de ce métal en g/cm

3

.

2) Partie B : Identification du matériau

a- Exprimer cette masse volumique en kg/m

3

.

b- En comparant avec les données usuelles (fer : 7,8 g/cm

3

, aluminium : 2,7 g/cm

3

, cuivre :

8,9 g/cm

3

), identifier la nature du métal constituant le bloc.

Exercice n

◦

2 (5 points) : Détermination du volume d’un solide par dépla-

cement d’eau

Contexte : On désire mesurer le volume d’une pierre de forme irrégulière en utilisant une éprouvette

graduée contenant de l’eau.

• • Sciences physiques en Tunisie Page 1

Série d’exercices n

◦

1 : La masse volumique et les

corps flottants

8ème année de base - Collège pilote

V

1

= 50 mL

V

2

= 68 mL

avant apres immersion

Fig. 2 : Utilisation d’une éprouvette graduée avant et après l’immersion de la pierre.

Données :

— Niveau initial de l’eau : V1 = 50 mL

— Niveau final après immersion : V2 = 68 mL

— Masse de la pierre : m = 48,6 g

1) a- Lire sur la Fig. 2 le niveau initial de l’eau V1.

b- Lire le niveau final V2 après l’immersion complète de la pierre.

2) a- Expliquer brièvement comment déduire le volume V de la pierre à partir de V1 et V2.

b- Calculer le volume V de la pierre en mL puis exprimer ce résultat en cm

3

.

3) a- Connaissant la masse de la pierre (m = 48,6 g) et son volume, calculer sa masse volumique

ρ.

b- Préciser la précaution essentielle à respecter lors de la lecture du ménisque du liquide dans

l’éprouvette graduée.

• • Sciences physiques en Tunisie Page 2

Série d’exercices n

◦

1 : La masse volumique et les

corps flottants

8ème année de base - Collège pilote

Exercice n

◦

3 (5 points) : Étude des corps flottants et des corps immergés

Contexte : On place différents objets solides dans un récipient contenant de l’eau pure.

Données :

— Masse volumique de l’eau : ρeau = 1,0 g/cm

3

— Masse volumique de l’huile : ρhuile = 0,9 g/cm

3

1) a- Rappeler la condition physique portant sur la masse volumique pour qu’un corps flotte sur

un liquide donné.

b- Rappeler la condition pour qu’un corps coule et reste immergé au fond d’un liquide.

2) a- Un morceau de liège a une masse volumique de 0,24 g/cm

3

. Flottera-t-il sur l’eau pure ?

Justifier la réponse.

b- Un morceau de verre a une masse volumique de 2,5 g/cm

3

. Va-t-il couler ou flotter dans

l’eau ?

3) a- On plonge ce même morceau de liège (ρ = 0,24 g/cm

3

) dans un récipient contenant de l’huile.

Flottera-t-il ?

b- Un glaçon, dont la masse volumique est ρglaçon = 0,92 g/cm

3

, est déposé à la surface de l’eau

liquide. Quel est son comportement exact ? Justifier.

Exercice n

◦

4 (5 points) : Problème de synthèse sur les matériaux

Contexte : Un cylindre plein en bois précieux a un diamètre de base d = 4 cm et une hauteur

h = 10 cm. Sa masse est pesée à 94,2 g.

Données :

— Rayon de la base : R =

d

2

= 2 cm

— Aire de la base d’un cylindre : S = π × R

2

— Volume d’un cylindre : V = S × h

— Valeur approchée de π ≈ 3,14

— Masse volumique de l’eau : ρeau = 1,0 g/cm

3

1) a- Calculer la surface de la base S du cylindre en cm

2

.

b- Calculer le volume total V du cylindre en cm

3

.

2) a- À partir de la masse mesurée (m = 94,2 g) et du volume calculé, déterminer la masse

volumique ρ de ce bois.

b- Ce bois flotte-t-il sur l’eau ? Justifier par un calcul ou une comparaison directe.

3) a- On creuse l’intérieur de ce cylindre pour en faire un tube vide, de sorte que sa masse diminue

mais que son volume extérieur global reste rigoureusement identique. Que devient sa masse

volumique apparente ?

b- Expliquer brièvement, en s’appuyant sur cette notion, pourquoi un navire en acier massif

coule immédiatement, alors qu’un navire en acier dont la coque est creuse flotte parfaitement

sur la mer.

• • Sciences physiques en Tunisie Page 3