À propos de cette page
Ce cours de physique en sixième sur « Mesures et grandeurs physiques » suit le programme officiel de physique de sixième. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : Qu'est-ce qu'une grandeur physique ?, La longueur et ses unités, La masse et ses unités, La durée et ses unités. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de sixième à réussir en physique.
Au programme
1 · Qu'est-ce qu'une grandeur physique ?
2 · La longueur et ses unités
3 · La masse et ses unités
4 · La durée et ses unités
5 · Le volume et ses unités
6 · Les instruments de mesure
7 · Chiffres significatifs et précision
1Qu'est-ce qu'une grandeur physique ?
Une grandeur physique est toute propriété d'un objet ou d'un phénomène que l'on peut mesurer et exprimer par un nombre suivi d'une unité.
Définition. Mesurer une grandeur, c'est la comparer à une unité de référence choisie. Le résultat s'écrit : valeur numérique + unité. Exemple : 12 cm, 3,5 kg, 45 s.
En France, on utilise le Système International d'unités (SI), adopté dans le monde entier par les scientifiques. Ce système définit des unités de base pour chaque grandeur fondamentale.
Exemple. « La longueur de ma règle est de 30 cm » : 30 est la valeur numérique et cm (centimètre) est l'unité. Sans unité, le nombre 30 n'a aucun sens physique.
Astuce. Toujours écrire l'unité après la valeur numérique. Un résultat sans unité est incomplet en physique !
2La longueur et ses unités
La longueur mesure la distance entre deux points ou la taille d'un objet. L'unité de base du SI est le mètre, de symbole m.
Règle. L'unité légale de longueur est le mètre (m). Les multiples et sous-multiples courants sont :
1 km = 1 000 m ; 1 m = 100 cm = 1 000 mm ; 1 cm = 10 mm.
| Unité | Symbole | Équivalent en mètre |
|---|
| Kilomètre | km | 1 000 m |
| Mètre | m | 1 m (unité de base) |
| Décimètre | dm | 0,1 m |
| Centimètre | cm | 0,01 m |
| Millimètre | mm | 0,001 m |
Exemple. La hauteur d'un immeuble de 5 étages est environ 15 m. La longueur d'un crayon est environ 18 cm = 0,18 m = 180 mm.
Attention ! Pour convertir, repère toujours si tu vas vers une unité plus grande (divise) ou plus petite (multiplie). De cm → m : on divise par 100. De m → cm : on multiplie par 100.
On mesure une longueur avec une règle graduée, un décamètre ou un télémètre laser selon la précision souhaitée.
3La masse et ses unités
La masse est la quantité de matière contenue dans un objet. Elle ne dépend pas de l'endroit où se trouve l'objet (contrairement au poids). L'unité de base du SI est le kilogramme, symbole kg.
Règle. L'unité légale de masse est le kilogramme (kg).
1 kg = 1 000 g ; 1 g = 1 000 mg ; 1 t (tonne) = 1 000 kg.
| Unité | Symbole | Équivalent en gramme |
|---|
| Tonne | t | 1 000 000 g |
| Kilogramme | kg | 1 000 g |
| Gramme | g | 1 g (référence commode) |
| Milligramme | mg | 0,001 g |
Attention ! La masse (en kg) est différente du poids (en Newton, N). La masse ne change pas : un objet de 5 kg pèse 5 kg sur Terre et sur la Lune. Son poids, lui, est différent.
Exemple. Un élève pèse environ 45 kg. Un stylo bille pèse environ 12 g = 0,012 kg. Un grain de riz pèse environ 30 mg.
On mesure la masse avec une balance (balance à plateaux, balance électronique, pèse-personne).
4La durée et ses unités
La durée mesure l'intervalle de temps entre deux instants. L'unité de base du SI est la seconde, symbole s.
Règle. L'unité légale de durée est la seconde (s).
1 min = 60 s ; 1 h = 60 min = 3 600 s ; 1 jour = 24 h = 86 400 s.
| Unité | Symbole | Équivalent en secondes |
|---|
| Heure | h | 3 600 s |
| Minute | min | 60 s |
| Seconde | s | 1 s (unité de base) |
| Milliseconde | ms | 0,001 s |
Exemple. Un cours de physique dure 55 min = 55 × 60 = 3 300 s. Un clignement d'œil dure environ 150 ms = 0,15 s.
Astuce. Attention aux conversions d'heures : contrairement aux autres unités, on ne multiplie pas par 10, 100 ou 1 000, mais par 60 (minutes → secondes) ou 3 600 (heures → secondes).
On mesure la durée avec une montre, un chronomètre ou une horloge.
5Le volume et ses unités
Le volume est l'espace occupé par un objet ou un liquide. L'unité de base du SI est le mètre cube, symbole m³. En pratique, on utilise surtout le litre (L) ou le millilitre (mL) pour les liquides.
Règle. 1 m³ = 1 000 dm³ = 1 000 L ; 1 L = 1 dm³ = 1 000 mL = 1 000 cm³.
Donc : 1 mL = 1 cm³.
| Unité | Symbole | Équivalent |
|---|
| Mètre cube | m³ | 1 000 L |
| Décimètre cube | dm³ | 1 L |
| Centimètre cube | cm³ | 1 mL |
| Litre | L | 1 dm³ = 1 000 mL |
| Millilitre | mL | 1 cm³ |
Exemple. Une bouteille d'eau contient 1,5 L = 1 500 mL = 1 500 cm³. Une baignoire a un volume d'environ 200 L = 0,2 m³.
Attention ! Le volume d'un solide se mesure aussi par la méthode de déplacement d'eau : on plonge l'objet dans un cylindre gradué et on lit la différence de niveau. Le volume déplacé = volume de l'objet.
6Les instruments de mesure
Chaque grandeur physique a ses instruments de mesure adaptés. Il est important de choisir l'instrument correct et de lire la valeur soigneusement.
| Grandeur | Instrument | Unité lue |
|---|
| Longueur | Règle, mètre ruban, vernier | m, cm, mm |
| Masse | Balance à plateaux, balance électronique | kg, g |
| Durée | Chronomètre, horloge, montre | h, min, s |
| Volume (liquide) | Éprouvette graduée, verre mesureur | L, mL, cm³ |
Règle de lecture. Pour lire un instrument gradué :
1. Repère l'étendue de mesure (valeur maximale) et la graduation (plus petite division).
2. Place ton œil à la hauteur de la graduation pour éviter l'erreur de parallaxe.
3. Pour un liquide dans une éprouvette, lis au bas du ménisque.
Astuce. La précision d'une mesure dépend de l'instrument : une règle de lycée est précise au mm près, une balance de cuisine est précise au gramme près.
7Chiffres significatifs et précision
Toute mesure est imprécise : elle comporte une incertitude. En 6e, on retiendra qu'une mesure doit être donnée avec un nombre raisonnable de chiffres, en accord avec la précision de l'instrument utilisé.
Règle. On ne peut pas écrire plus de chiffres dans un résultat que ce que permet l'instrument. Si une règle mesure au mm près, on ne peut pas annoncer une mesure en 0,1 mm.
Exemple. Avec une règle graduée au mm : on mesure 12,3 cm (1 décimale). On n'écrit PAS 12,30 cm car on ne peut pas lire 0,01 cm sur cet instrument.
En physique, il faut toujours :
- Indiquer l'unité du résultat.
- Respecter la précision de l'instrument utilisé.
- Répéter plusieurs fois une mesure pour vérifier sa reproductibilité.
Astuce. Quand tu effectues un calcul avec des mesures, le résultat final ne doit pas être plus précis que la mesure la moins précise utilisée dans le calcul.
★À retenir
En bref :
• Une grandeur physique = une valeur numérique + une unité. Sans unité, pas de physique !
• Longueur : unité de base = mètre (m) ; 1 km = 1 000 m ; 1 m = 100 cm = 1 000 mm.
• Masse : unité de base = kilogramme (kg) ; 1 kg = 1 000 g. La masse ≠ le poids.
• Durée : unité de base = seconde (s) ; 1 h = 3 600 s ; 1 min = 60 s.
• Volume : 1 L = 1 dm³ = 1 000 mL = 1 000 cm³ ; 1 m³ = 1 000 L.
• Chaque grandeur a son instrument : règle (longueur), balance (masse), chronomètre (durée), éprouvette (volume).