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Les grandeurs composées : vitesse, débit, masse volumique

Le petit trait de la fraction se lit « par » : dès que tu le sais, toutes les formules tombent.

MathématiquesCollège4e

Ton bus fait 30 km en 20 minutes, le robinet remplit la baignoire en 4 minutes, et 1 L d'huile pèse moins qu'1 L d'eau. Trois situations, une seule idée derrière. 🚌

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C'est quoi le délire ?

Une grandeur composée (ou grandeur quotient) mélange deux grandeurs différentes en une seule. On la fabrique par une division, et son unité contient un trait de fraction qui se lit « par » : km/h = « kilomètres par heure ».

Trois stars du programme :

  • La vitesse moyenne : une distance par unité de temps
  • Le débit : un volume par unité de temps
  • La masse volumique : une masse par unité de volume

La formule magique

  • v = d ÷ t, donc d = v × t et t = d ÷ v
  • Débit = V ÷ t
  • Masse volumique = m ÷ V
  • L'unité se déduit du calcul : des km divisés par des h donnent des km/h
  • Règle d'or : les unités du calcul doivent correspondre à l'unité visée. Pour des km/h, il faut des heures, pas des minutes.

On teste sur un exemple

Le bus parcourt 30 km en 20 min. Quelle est sa vitesse moyenne en km/h ?

  • On convertit le temps : 20 min = 20/60 h = 1/3 h
  • v = 30 ÷ (1/3) = 30 × 3 = 90 km/h

Le raisonnement se lit aussi tout seul : en 20 min il fait 30 km, donc en 60 min (trois fois plus de temps) il fait trois fois plus de chemin, soit 90 km.

Autre exemple : 270 g d'aluminium occupent 100 cm³. Masse volumique = 270 ÷ 100 = 2,7 g/cm³.

Le piège classique

Diviser 30 par 20 et annoncer 1,5 km/h. Faux : 20 est en minutes, pas en heures. Une vitesse en km/h exige un temps en heures.

Et 2 h 30 min, ce n'est pas 2,30 h mais 2,5 h : 30 min = 0,5 h.

L'astuce pour retenir

« Le trait de la fraction se lit "par". » L'unité te dicte la formule : des km par heure, ce sont des km divisés par des heures.

Teste-toi

Réponds sans regarder la fiche — 0/3

1. Un train parcourt 150 km en 2 h. Sa vitesse moyenne est de…

2. Un robinet remplit 60 L en 4 minutes. Son débit est de…

3. La masse volumique de l'aluminium est 2,7 g/cm³. Un bloc de 10 cm³ pèse…

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