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Sagot :
Pour déterminer la masse volumique d'un objet métallique à ta disposition, il faut mesurer sa masse et son volume, puis utiliser la formule de la masse volumique. Voici un protocole expérimental détaillé pour y parvenir, avec une hypothèse de départ et les étapes nécessaires.
### Hypothèse
L'objet métallique a une masse volumique constante et peut être mesuré avec précision en utilisant une balance et un cylindre gradué (ou tout autre récipient volumétrique).
### Matériel nécessaire
- Balance précise
- Cylindre gradué ou récipient volumétrique
- Eau
- Objet métallique
- Fil ou pince pour manipuler l'objet (si nécessaire)
### Protocole expérimental
1. **Mesure de la masse de l'objet** :
- Utilise une balance précise pour mesurer la masse de l'objet métallique. Note cette valeur, que nous appellerons \( m \).
\[
m = \text{masse de l'objet en grammes (g)}
\]
2. **Détermination du volume de l'objet par déplacement d'eau** :
- Remplis un cylindre gradué avec une certaine quantité d'eau et note le volume initial \( V_1 \).
\[
V_1 = \text{volume initial d'eau en millilitres (ml)}
\]
- Attache l'objet métallique avec un fil ou utilise une pince pour le plonger délicatement dans le cylindre gradué. Assure-toi que l'objet est complètement immergé sans toucher les parois du cylindre.
- Note le nouveau volume de l'eau avec l'objet immergé, \( V_2 \).
\[
V_2 = \text{volume d'eau avec l'objet en millilitres (ml)}
\]
- Le volume de l'objet métallique est alors la différence entre \( V_2 \) et \( V_1 \).
\[
V = V_2 - V_1
\]
3. **Calcul de la masse volumique** :
- La masse volumique \( \rho \) est définie par la relation suivante :
\[
\rho = \frac{m}{V}
\]
- Remplace \( m \) par la masse mesurée de l'objet et \( V \) par le volume déterminé par déplacement d'eau pour trouver la masse volumique.
### Schéma
Voici un schéma simplifié du protocole expérimental :
1. **Mesure de la masse** :
```
+---------------------+
| Balance |
| \ /|
| \______________/ |
| Objet |
+---------------------+
```
2. **Mesure du volume par déplacement d'eau** :
```
+-----------------------+
| Cylindre |
| gradué |
| Initial V1 |
| +------+ |
| | Eau | |
| +------+ |
+-----------------------+
```
```
+-----------------------+
| Cylindre |
| gradué |
| Final V2 |
| +------+ |
| | Eau | |
| | +---+| |
| | |Obj|| |
| | +---+| |
| +------+ |
+-----------------------+
```
### Résultats et Conclusion
Une fois que tu as mesuré la masse \( m \) et calculé le volume \( V \), applique la formule pour déterminer la masse volumique \( \rho \). Compare la valeur obtenue avec les valeurs connues pour divers métaux pour identifier le type de métal, si nécessaire.
Ce protocole te permettra de déterminer la masse volumique de l'objet métallique avec précision en utilisant des méthodes simples et des outils couramment disponibles en laboratoire.
### Hypothèse
L'objet métallique a une masse volumique constante et peut être mesuré avec précision en utilisant une balance et un cylindre gradué (ou tout autre récipient volumétrique).
### Matériel nécessaire
- Balance précise
- Cylindre gradué ou récipient volumétrique
- Eau
- Objet métallique
- Fil ou pince pour manipuler l'objet (si nécessaire)
### Protocole expérimental
1. **Mesure de la masse de l'objet** :
- Utilise une balance précise pour mesurer la masse de l'objet métallique. Note cette valeur, que nous appellerons \( m \).
\[
m = \text{masse de l'objet en grammes (g)}
\]
2. **Détermination du volume de l'objet par déplacement d'eau** :
- Remplis un cylindre gradué avec une certaine quantité d'eau et note le volume initial \( V_1 \).
\[
V_1 = \text{volume initial d'eau en millilitres (ml)}
\]
- Attache l'objet métallique avec un fil ou utilise une pince pour le plonger délicatement dans le cylindre gradué. Assure-toi que l'objet est complètement immergé sans toucher les parois du cylindre.
- Note le nouveau volume de l'eau avec l'objet immergé, \( V_2 \).
\[
V_2 = \text{volume d'eau avec l'objet en millilitres (ml)}
\]
- Le volume de l'objet métallique est alors la différence entre \( V_2 \) et \( V_1 \).
\[
V = V_2 - V_1
\]
3. **Calcul de la masse volumique** :
- La masse volumique \( \rho \) est définie par la relation suivante :
\[
\rho = \frac{m}{V}
\]
- Remplace \( m \) par la masse mesurée de l'objet et \( V \) par le volume déterminé par déplacement d'eau pour trouver la masse volumique.
### Schéma
Voici un schéma simplifié du protocole expérimental :
1. **Mesure de la masse** :
```
+---------------------+
| Balance |
| \ /|
| \______________/ |
| Objet |
+---------------------+
```
2. **Mesure du volume par déplacement d'eau** :
```
+-----------------------+
| Cylindre |
| gradué |
| Initial V1 |
| +------+ |
| | Eau | |
| +------+ |
+-----------------------+
```
```
+-----------------------+
| Cylindre |
| gradué |
| Final V2 |
| +------+ |
| | Eau | |
| | +---+| |
| | |Obj|| |
| | +---+| |
| +------+ |
+-----------------------+
```
### Résultats et Conclusion
Une fois que tu as mesuré la masse \( m \) et calculé le volume \( V \), applique la formule pour déterminer la masse volumique \( \rho \). Compare la valeur obtenue avec les valeurs connues pour divers métaux pour identifier le type de métal, si nécessaire.
Ce protocole te permettra de déterminer la masse volumique de l'objet métallique avec précision en utilisant des méthodes simples et des outils couramment disponibles en laboratoire.
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