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Mathématiques 5ᵉ

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Volumes : pavé, prisme droit, cylindre

Volume et cubes unités (rappels de 6ᵉ), volume du cube et du pavé droit, unités de volume et de contenance (1 L = 1 dm³), volume du prisme droit (aire de la base × hauteur) et du cylindre de révolution (π × r × r × h) ; retrouver une dimension et problèmes.

À propos de cette page
Six problèmes corrigés de volumes et de contenances : remplir un aquarium avec des seaux, ranger des cubes dans une boîte, la piscine et son tuyau, la contenance d’une boîte de conserve, l’abri de jardin en forme de prisme droit, et l’eau d’un récipient cylindrique versée dans un aquarium cubique.

6 problèmes, du plus simple au plus difficile. Écris tes réponses, puis « Vérifier ».

Résoudre un problème : la méthode

  1. Je reconnais le solide : pavé, cube, prisme droit (je repère les deux bases) ou cylindre (je repère le rayon).
  2. Je mets toutes les longueurs dans la même unité avant de calculer.
  3. J’écris la formule (L × ℓ × h, B × h, π × r × r × h), puis je remplace par les nombres.
  4. Je conclus avec l’unité (cm³, m³…), convertie en litres si l’énoncé parle de contenance, et je vérifie que le résultat est vraisemblable.
Problème 1 · L’aquarium★★★Facile
Un aquarium a la forme d’un pavé droit de 80 cm de long, 35 cm de large et 45 cm de haut.
  1. 1. Quel est son volume, en cm³ ?
    V=80×35×45=2800×45=126000 cm³.
  2. 2. Quelle est sa contenance, en litres ?
    126000 cm³ =126 dm³ =126 L.
  3. 3. On le remplit jusqu’à 5 cm du bord. Quel volume d’eau contient-il alors, en litres ?
    Hauteur d’eau : 45−5=40 cm. 80×35×40=112000 cm³, soit 112 L.
  4. 4. Combien de seaux de 8 L faut-il pour le remplir à ce niveau ?
    112÷8=14 seaux.
Méthodes utiles : Cas 2 Cas 3
Problème 2 · La boîte de rangement★★★Facile
Une boîte de rangement a la forme d’un cube de 30 cm d’arête.
  1. 1. Quel est son volume, en cm³ ?
    V=30×30×30=900×30=27000 cm³.
  2. 2. Quelle est sa contenance, en litres ?
    27000 cm³ =27 dm³ =27 L.
  3. 3. Combien de cubes de 10 cm d’arête peut-on y ranger ?
    Sur chaque arête, 30÷10=3 cubes : 3×3=9 cubes par couche et 3 couches, soit 9×3=27 cubes.
  4. 4. Quelle est l’aire d’une face de la boîte, en cm² ?
    Une face est un carré de 30 cm de côté : 30×30=900 cm². C’est une aire (en cm²), pas un volume.
Problème 3 · La piscine★★★Moyen
Une piscine a la forme d’un pavé droit de 8 m de long, 4 m de large et 1,5 m de profondeur.
  1. 1. Quel est son volume, en m³ ?
    V=8×4×1,5=32×1,5=48 m³.
  2. 2. Quelle quantité d’eau contient-elle, en litres, si elle est pleine ?
    1 m³ =1000 L : 48 m³ =48000 L.
  3. 3. On la remplit à 80%. Quel volume d’eau cela représente-t-il, en m³ ?
    80% de 48 : 48×80÷100=38,4 m³.
  4. 4. Un tuyau débite 600 L par minute. Combien de minutes faut-il pour ce remplissage ?
    38,4 m³ =38400 L. 38400÷600=64 minutes.
Méthodes utiles : Cas 2 Cas 3
Problème 4 · La boîte de conserve★★★Moyen
Une boîte de conserve cylindrique a un diamètre de 8 cm et une hauteur de 12 cm. On prend π≈3,14.
  1. 1. Quel est le rayon de la base, en cm ?
    r=8÷2=4 cm.
  2. 2. Quelle est l’aire de la base, en cm² ?
    3,14×4×4=3,14×16=50,24 cm².
  3. 3. Quel est le volume de la boîte, en cm³, arrondi au dixième ?
    V≈50,24×12=602,88 cm³, soit environ 602,9 cm³.
  4. 4. Quelle contenance, en litres arrondie au dixième, peut-on écrire sur l’étiquette ? L
    602,88 cm³ =602,88 mL =0,60288 L, soit environ 0,6 L : on peut écrire « 0,6 L » sur l’étiquette.
Méthodes utiles : Cas 3 Cas 5
Problème 5 · L’abri de jardin★★★Difficile
Un abri de jardin a la forme d’un prisme droit couché. Sa base (la face avant) est formée d’un rectangle de 3 m sur 2,2 m surmonté d’un triangle de base 3 m et de hauteur 1,2 m. La longueur de l’abri est de 4 m.3 m2,2 m1,2 m4 m
  1. 1. Quelle est l’aire de la partie rectangulaire de la base, en m² ?
    3×2,2=6,6 m².
  2. 2. Quelle est l’aire de la partie triangulaire, en m² ?
    3×1,2÷2=3,6÷2=1,8 m².
  3. 3. Quel est le volume total de l’abri, en m³ ?
    Aire de la base : B=6,6+1,8=8,4 m². La hauteur du prisme est la longueur de l’abri : V=8,4×4=33,6 m³.
  4. 4. Un élève calcule 3×2,2×4=26,4 m³. Quel volume, en m³, a-t-il oublié ?
    Il n’a compté que la partie en pavé : il a oublié le prisme à base triangulaire du toit, 1,8×4=7,2 m³. On vérifie : 26,4+7,2=33,6 m³.
Méthodes utiles : Cas 4
Problème 6 · Le récipient et l’aquarium★★★Difficile
Un récipient cylindrique de rayon 6 cm et de hauteur 25 cm est rempli d’eau aux trois quarts. On prend π≈3,14.
  1. 1. Quel est le volume total du récipient, en cm³ ?
    V≈3,14×6×6×25=3,14×900=2826 cm³.
  2. 2. Quel volume d’eau contient-il, en cm³ ?
    Les trois quarts de 2826 : 2826÷4×3=706,5×3=2119,5 cm³.
  3. 3. Quelle est cette quantité d’eau, en litres, arrondie au dixième ?
    2119,5 cm³ =2,1195 L, soit environ 2,1 L.
  4. 4. On verse cette eau dans un aquarium cubique vide de 20 cm d’arête. Quelle hauteur l’eau atteint-elle, en cm, arrondie au dixième ?
    Le fond de l’aquarium a une aire de 20×20=400 cm². Hauteur d’eau : 2119,5÷400=5,29875 cm, soit environ 5,3 cm (l’eau ne déborde pas : l’aquarium a 20 cm de haut).
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