Calcul de la masse volumique
Appliquez la formule ρ = m / V pour calculer la masse volumique, la masse ou le volume d'un corps.
Que voulez-vous calculer ?
Qu'est-ce que la masse volumique ?
La masse volumique (notée ρ, la lettre grecque rhô) est une grandeur physique qui mesure la masse d'un matériau par unité de volume. Elle se calcule avec la formule fondamentale ρ = m / V, où m est la masse (en kilogrammes) et V le volume (en mètres cubes). L'unité du Système international est le kilogramme par mètre cube (kg/m³), mais on l'exprime souvent en g/cm³ ou en kg/L.
Cette formule se réarrange selon l'inconnue recherchée : m = ρ × V pour la masse, et V = m / ρ pour le volume. La masse volumique ne doit pas être confondue avec la densité, qui est le rapport sans unité entre la masse volumique d'un corps et celle de l'eau (1 000 kg/m³ à 4 °C).
Quelques valeurs de référence : l'eau a une masse volumique de 1 000 kg/m³, l'aluminium 2 700 kg/m³, l'acier environ 7 850 kg/m³, l'or 19 300 kg/m³ et l'air seulement 1,2 kg/m³ à 20 °C. Plus la masse volumique est élevée, plus le matériau est « lourd » à volume égal.
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Applications concrètes de la masse volumique
La masse volumique permet de savoir si un objet flotte ou coule : un corps flotte si sa masse volumique est inférieure à celle du liquide (principe d'Archimède). C'est pourquoi un glaçon (917 kg/m³) flotte sur l'eau (1 000 kg/m³). Elle sert aussi à identifier un matériau, à calculer le poids d'une pièce métallique avant usinage, ou à doser un béton. Un bloc d'acier de 0,5 m³ pèse ainsi 0,5 × 7 850 = 3 925 kg, soit près de 4 tonnes.
Questions fréquentes
Quelle est la formule de la masse volumique ?
La formule est ρ = m / V : la masse volumique égale la masse divisée par le volume. En unités SI, m est en kg, V en m³ et ρ en kg/m³. Pour obtenir la masse : m = ρ × V. Pour le volume : V = m / ρ.
Quelle différence entre masse volumique et densité ?
La masse volumique s'exprime en kg/m³ (ou g/cm³). La densité est un nombre sans unité : c'est le rapport entre la masse volumique du corps et celle de l'eau. L'aluminium a une masse volumique de 2 700 kg/m³ et une densité de 2,7.
Comment convertir des g/cm³ en kg/m³ ?
Multipliez par 1 000 : 1 g/cm³ = 1 000 kg/m³. Ainsi, l'or à 19,3 g/cm³ correspond à 19 300 kg/m³. Inversement, divisez par 1 000 pour passer des kg/m³ aux g/cm³.
Quelle est la masse volumique de l'eau ?
L'eau pure a une masse volumique de 1 000 kg/m³ (soit 1 g/cm³ ou 1 kg/L) à 4 °C. Elle diminue légèrement quand la température augmente : environ 998 kg/m³ à 20 °C.
Pourquoi un objet flotte-t-il ?
Un objet flotte si sa masse volumique moyenne est inférieure à celle du liquide. Un bateau en acier flotte car sa coque renferme beaucoup d'air, ce qui abaisse sa masse volumique globale en dessous de 1 000 kg/m³.