01 Définition de la masse volumique
La masse volumique d'un matériau est le rapport entre sa masse m et son volume V. Elle caractérise la matière : pour un volume donné, elle indique si le matériau est « lourd » ou « léger ».
La lettre grecque ρ (« rhô ») désigne la masse volumique. Elle se mesure le plus souvent en g/cm³ (au laboratoire) ou en kg/m³ (dans l'industrie).
Un échantillon a une masse de 50 g et un volume de 25 cm³. Quelle est sa masse volumique ?
02 Unités et conversions
La masse volumique peut s'exprimer en g/cm³ ou en kg/m³. Pour passer d'une unité à l'autre, il faut multiplier ou diviser par 1 000.
| Matériau | ρ (g/cm³) | ρ (kg/m³) |
|---|---|---|
| Eau douce | 1,00 | 1 000 |
| Eau de mer (Boulogne-sur-Mer) | 1,025 | 1 025 |
| Huile (alimentaire) | ≈ 0,92 | ≈ 920 |
| Acier (coque de navire) | ≈ 7,8 | ≈ 7 800 |
Convertis 1,025 g/cm³ en kg/m³.
03 Mesurer une masse volumique
Pour déterminer expérimentalement la masse volumique d'un liquide ou d'un solide, il faut mesurer séparément sa masse m (à la balance) et son volume V (à l'éprouvette graduée, ou par déplacement de liquide pour un solide), puis calculer le rapport ρ = m/V.
Cette relation est une relation de proportionnalité : pour un même matériau, la masse est proportionnelle au volume — c'est ce rapport constant qui définit ρ.
On a mesuré un volume V = 40 cm³ d'eau de mer. Sachant que ρ = 1,025 g/cm³, calcule la masse correspondante (arrondie à l'unité).
04 Lien avec le territoire boulonnais
Pourquoi un chalutier ne flotte-t-il pas exactement de la même façon en eau douce et en eau de mer ?
✓ Bilan de la séance
La masse volumique ρ = m/V caractérise un matériau, en g/cm³ ou en kg/m³ (1 g/cm³ = 1 000 kg/m³). L'eau douce a ρ = 1,00 g/cm³, l'eau de mer de Boulogne-sur-Mer ρ = 1,025 g/cm³. Cette grandeur, mesurable expérimentalement, intervient notamment dans le calcul de la flottaison et de la charge maximale des bateaux de pêche.