Expertises en ligne, étape 3

Mesurer, masse et volume

Pour cette étape nous allons aborder de façon très simple le calcul de la densité d’un solide par le principe d’ Archimède.

Comme vu précédemment, les météorites contiennent des métaux, des matériaux plus denses, absents dans la majorité des roches de la croute terrestre.

Archimède de Syracuse

-287 av. è.c _ -212 è.c

Physicien, mathématicien, et ingénieur.

La densité est une mesure déterminante pour retenir ou éliminer une roche candidate, elle sera réalisée par la poussée d’ Archimède basé sur le principe éponyme.

« Un corps immergé entièrement ou partiellement dans un liquide est soumis a une poussée ascendante. Cette force présente une perte de masse apparente égale au poids du liquide déplacé par ce corps » Archimède de Syracuse.

Materiels nécessairescaracteristiques et usages
Une balanceUne balance électronique avec une fonction de tare, remise à zéro.
Un verre doseurUn verre doseur en matière plastique ou verre, assez grand pour immerger la roche sans que celle-ci ne touche les rebords.
La graduation n’est pas importante.
Du film étirable alimentaire ou cellophaneDu film étirable permettant d’envelopper hermétiquement votre roche lors de son immersion dans l’eau contenue dans le verre doseur.
Un morceau de ficelleUn morceau de ficelle quelconque assez grand pour ficeler votre roche correctement et la tenir à l’ autre bout.
Une calculatriceUne calculatrice pour diviser deux valeurs mesurées lors de l’expérience.
De l’eauDe l’eau du robinet froide ou tempérée pour effectuer les mesures selon le principe d’Archimède.

Partie 1, préparation.

  • Préparer votre balance sur une surface stable, une table.
  • Prendre le verre doseur en veillant que celui-ci soit assez grand pour contenir votre roche sans que celle-ci ne touche les parois.
  • Mettre de l’ eau froide ou tempérée dans le verre doseur en veillant que ne niveau d’eau soit suffisant pour immerger votre roche.
  • Poser le verre doseur rempli de la quantité d’eau adéquat sur le plateau de la balance.
  • Appuyer sur la fonction tare de la balance pour mettre la valeur à zéro.

Partie 2, relevé de la Masse Ma.

  • Envelopper votre roche avec du film étirable alimentaire ou cellophane, en veillant à ce que cette enveloppe soit la plus fine possible et bien plaquée contre la surface.
  • Attention la surface doit bien être recouverte pour éviter une infiltration d’eau.
  • Prendre un morceau de ficelle et y attacher votre roche.
  • Plonger délicatement votre roche dans l’ eau du verre doseur en la tenant par la ficelle jusqu’ ce qu’elle repose sur le fond du verre doseur et lâcher la ficelle.
  • Attendre qu’une valeur stable apparaisse sur la balance. C’est la masse Ma , noter la sur une feuille.

Partie 3, relevé de la masse Mb.

  • Après avoir noté la masse Ma , reprendre la l’extrémité de la ficelle.
  • Soulever votre roche du fond du verre doseur jusqu’à mi-hauteur du volume d’eau, puis maintenir suspendue à cette hauteur en veillant à ce qu’elle ne touche pas les parois du verre doseur.
  • Attendre qu’une valeur stable apparaisse sur la balance. C’est la masse Mb , noter la sur une feuille.

Partie 4, le calcul et résultat.

  • Prendre la calculatrice.
  • Attention aux unités.
  • Diviser la valeur de la masse Ma par la valeur de la masse Mb.
  • De manière générale, le densité sera comprise entre 0 et 20 sans être trop petite. Si la densité obtenue est de 500 ou 0.002 c’est qu’il y a une erreur d’unité.
  • Le résultat de cette division est la densité de votre roche.

La densité de votre trouvaille se trouve t-elle entre les valeurs, 3.2 et 3.5 et entre 7.6 et 8.0 ?

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Page mise à jour le 7/04/2021.