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Mesure de Longueur, Masse et Capacité

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    • Mesure de la Longueur, de la Masse et de la Capacité 

      Unités de Mesure :
      L'ensemble des unités de mesure standard que nous utilisons est connu sous le nom de système métrique. Il utilise des nombres qui sont des multiples et des sous-multiples de 10.


          * *L'unité standard de longueur dans le système métrique est le mètre (m).
          * *L'unité standard de masse dans le système métrique est le gramme (g).
          * *L'unité standard de capacité dans le système métrique est le litre (L).

      Ces unités standard sont trop petites pour mesurer certaines quantités et trop grandes pour d'autres.  
      Le gramme est une unité trop petite pour mesurer le poids d'un être humain, tandis que le mètre est trop grand pour mesurer la longueur d'un trombone. Le litre est trop grand pour mesurer la quantité de liquide dans une pipette et trop petit pour mesurer la capacité d'un camion-citerne.  
      Ainsi, nous introduisons d'autres unités de mesure. Certaines sont plus grandes que les unités standard et d'autres sont plus petites. Nous les nommons en ajoutant des préfixes à l'unité standard, et le préfixe indique à quel point l'unité est grande ou petite par rapport à l'unité standard (mètre, gramme, litre).

    • Longueur, Masse et Capacité 

      Longueur 
      -  Unités supérieures

      Kilomètre Hectomètre Décamètre


       -  Unités standard

      Mètre (m)


      - Unités inférieures

      Décimètre Centimètre Millimètre


      Masse 

          Unités supérieures

      Kilogramme Hectogramme Décagramme


      - Unités standard

      Gramme (g)


      - Unités inférieures

      Décigramme Centigramme Milligramme


       Capacité

      - Unités supérieures

      Kilolitre Hectolitre Décaltire


      - Unités standard

              Litre (L)

          Unités inférieures

      Décilitre Centilitre Millilitre

      Signification des Préfixes
      \[
      \begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|}
          \hline
          \textbf{Préfixe} & \textbf{kilo} & \textbf{hecto} & \textbf{déca} & \textbf{déci} & \textbf{centi} & \textbf{milli} \\
          \hline
          \textbf{Facteur} & 1000 & 100 & 10 & \frac{1}{10} & \frac{1}{100} & \frac{1}{1000} \\
          \hline
      \end{array}
      \]


      Pour nommer les unités métriques autres que les unités standard (mètre, gramme, litre), un préfixe précède l'unité standard.  
      Puisque "kilo" signifie 1000, donc 1 kilomètre (km) = 1000 mètres.  
      Comme "milli" signifie 1/1000, donc 1 millilitre (mL) = 1/1000 litre = 0,001 litre.  
      Maintenant, nous traitons toutes les mesures, c'est-à-dire la longueur, la masse et la capacité, et étudions comment les différentes unités sont liées à l'unité standard et entre elles.

      - Longueur 
      Votre taille, la distance entre deux villes, la distance autour d'un parc, etc., sont toutes des quantités qui mesurent la longueur.  
      L'unité standard de longueur dans le système métrique est le mètre (m).

      Le tableau ci-dessous montre les unités de longueur dans le système métrique avec le mètre comme unité de référence.

      \[
      \begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|}
          \hline
          \textbf{Facteur} & 1000 & 100 & 10 & 1 & \frac{1}{10} & \frac{1}{100} & \frac{1}{1000} \\
          \hline
          \textbf{Unité} & \text{kilomètre (km)} & \text{hectomètre (hm)} & \text{décamètre (dam)} & \text{mètre (m)} & \text{décimètre (dm)} & \text{centimètre (cm)} & \text{millimètre (mm)} \\
          \hline
      \end{array}
      \]

      Cela montre que le système métrique est similaire au système décimal.

      - Relations entre les Unités de Longueur :

      À partir du tableau donné ci-dessus, vous pouvez conclure les relations suivantes :

      \[
      \begin{align*}
      10 \text{ millimètres} &= 1 \text{ centimètre} \\
      10 \text{ centimètres} &= 1 \text{ décimètre} \\
      10 \text{ décimètres} &= 1 \text{ mètre} \\
      100 \text{ centimètres} &= 1 \text{ mètre} \\
      \end{align*}
      \]

      \[
      \begin{align*}
      1 \text{ dm} &= \frac{1}{10} \text{ m} = 0.1 \text{ m} \\
      1 \text{ cm} &= \frac{1}{100} \text{ m} = 0.01 \text{ m} \\
      1 \text{ mm} &= \frac{1}{1000} \text{ m} = 0.001 \text{ m} \\
      \end{align*}
      \]

      \[
      \begin{align*}
      1000 \text{ millimètres} &= 1 \text{ mètre} \\
      10 \text{ mètres} &= 1 \text{ décamètre} \\
      10 \text{ décamètres} &= 1 \text{ hectomètre} \\
      10 \text{ hectomètres} &= 1 \text{ kilomètre} \\
      100 \text{ mètres} &= 1 \text{ hectomètre} \\
      1000 \text{ mètres} &= 1 \text{ kilomètre} \\
      \end{align*}
      \]

      \[
      \begin{align*}
      1 \text{ km} &= 1000 \text{ m} \\
      1 \text{ hm} &= 100 \text{ m} \\
      1 \text{ dam} &= 10 \text{ m} \\
      \end{align*}
      \]

    • Exemple 1 : Conversion d'Unités 

      - Conversion de 64 hectomètres (hm) en décamètres (dam)

      Pour convertir des hectomètres en décamètres, nous utilisons la relation suivante :

      \[
      1 \text{ hectomètre (hm)} = 10 \text{ décamètres (dam)}
      \]

      Ainsi,

      \[
      64 \text{ hm} = 64 \times 10 \text{ dam} = 640 \text{ dam}
      \]

      Donc, 64 hectomètres équivalent à 640 décamètres.

      - Exemples de Conversion d'Unités

      - Exemple 1 : Conversion d'Unités Supérieures en Unités Inférieures 


          - a)\(64 \text{ hm} = (64 \times 10) \text{ dam} = 640 \text{ dam}\)
          Le décamètre est une unité à droite de l'hectomètre, donc on multiplie par 10.

          - b)\(12 \text{ km} = (12 \times 1000) \text{ m} = 12000 \text{ m}\)
          Le mètre est trois unités à droite du kilomètre, donc on multiplie par \(10 \times 10 \times 10 = 1000\).

          - c)\(12 \text{ dam} = (12 \times 1000) \text{ cm} = 12000 \text{ cm}\)
          Le centimètre est trois unités à droite du décamètre, donc on multiplie par \(10 \times 10 \times 10 = 1000\).

          - d)\(0.4 \text{ cm} = (0.4 \times 10) \text{ mm} = 4 \text{ mm}\)
          Le millimètre est une unité à droite du centimètre, donc on multiplie par 10.

          - e)\(7.2 \text{ dm} = (7.2 \times 100) \text{ mm} = 720 \text{ mm}\)
          Le millimètre est deux unités à droite du décimètre, donc on multiplie par \(10 \times 10 = 100\).

      - Conseil : 
      Toutes ces conversions sont des conversions d'unités supérieures en unités inférieures, donc on multiplie.

      - Exemple 2 : Conversion d'Unités Inférieures en Unités Supérieures 


          - a)\(60 \text{ mm} = (60 \div 10) \text{ cm} = 6 \text{ cm}\)
          Le centimètre est une unité à gauche du millimètre, donc on divise par 10.

          - b)\(720 \text{ dam} = (720 \div 100) \text{ km} = 7.2 \text{ km}\)
          Le kilomètre est deux unités à gauche du décamètre, donc on divise par 100.

      - Exemples de Conversion d'Unités (Suite) :

      Exemple 2 : Conversion d'Unités Inférieures en Unités Supérieures (Suite)}


          - c)] \(85 \text{ hm} = (85 \div 10) \text{ km} = 8.5 \text{ km}\) \\
          Le kilomètre est une unité à gauche de l'hectomètre, donc on divise par 10.

          - d)] \(7340 \text{ dm} = (7340 \div 1000) \text{ hm} = 7.340 \text{ hm}\) \\
          L'hectomètre est trois unités à gauche du décimètre, donc on divise par 1000.

          - e)] \(12000 \text{ cm} = (12000 \div 1000) \text{ dam} = 12 \text{ dam}\) \\
          Le décamètre est trois unités à gauche du centimètre, donc on divise par 1000.

      - Écriture des Mesures Métriques en Notation Décimale 

      Puisque \(100 \text{ centimètres} = 1 \text{ mètre}\), nous pouvons écrire :

      \[
      264 \text{ cm} = \frac{264}{100} \text{ m} = 2.64 \text{ m}
      \]

      \[
      2.64 \text{ m} = 2 \text{ mètres} \, 64 \text{ centimètres}
      \]

      \[
      = 2 \text{ mètres} \, 6 \text{ décimètres} \, 4 \text{ centimètres}
      \]

      \[
      2.64 \text{ m} = 2 \text{ m} + 0.6 \text{ m} + 0.04 \text{ m}
      \]

      \[
      = 2 \text{ m} + 0.6 \times 10 \text{ dm} + 0.04 \times 100 \text{ cm}
      \]

      \[
      = 2 \text{ m} + 6 \text{ dm} + 4 \text{ cm}
      \]

      De même, \(3174 \text{ mètres} = 3000 \text{ mètres} + 100 \text{ mètres} + 70 \text{ mètres} + 4 \text{ mètres}\)  
      \[
      = 3 \text{ km} + 1 \text{ hm} + 7 \text{ dam} + 4 \text{ m}
      \]

      \[
      = 3 \text{ km} + \frac{1}{10} \text{ km} + \frac{7}{100} \text{ km} + \frac{4}{1000} \text{ km}
      \]

      \[
      = 3 \text{ km} + 0.1 \text{ km} + 0.07 \text{ km} + 0.004 \text{ km} = 3.174 \text{ km}
      \]

      \[
      3.174 \text{ km} \\
      \uparrow \quad\uparrow \quad \uparrow \quad \uparrow \\
      \text{km} \quad \text{hm} \quad \text{dam} \quad \text{m}
      \]

      Le point décimal sépare les kilomètres des unités plus petites.

      Plus d'Exemples : 


          \(0.408 \text{ km} = 0 \text{ km} \, 4 \text{ hm} \, 0 \text{ dam} \, 8 \text{ m}\)
          \(3.015 \text{ m} = 3 \text{ m} \, 0 \text{ dm} \, 1 \text{ cm} \, 5 \text{ mm}\)

      - Écriture des Mesures Métriques en Notation Décimale (Suite) 

      Exemple 3 : 
      6 dam 3 m 5 dm 7 cm 2 mm peuvent être écrits comme 63.572 m.  
      6 dam 3 m = \(6 \times 10 \text{ m} + 3 \text{ m} = 63 \text{ m}\)

      \[
      \begin{array}{|c|c|c|c|}
      \hline
      4 & 2 & 3 & 9 \\
      \uparrow & \uparrow & \uparrow & \uparrow \\
      \text{m} & \text{dm} & \text{cm} & \text{mm} \\
      \hline
      \end{array}
      \]

      Ainsi, écrivez 63, placez la virgule décimale et après la virgule, écrivez les chiffres pour dm, cm et mm respectivement.

      - Exemple 4 : 
      4 mètres et 3 centimètres peuvent être écrits comme 4.030 m, ce qui signifie 4 mètres 0 décimètres 3 centimètres 0 millimètres. Vous pouvez simplement l'écrire comme 4.03 m car il n'y a pas de millimètres. Comme il n'y a pas de décimètre, nous mettons un zéro à la place des décimètres.

      Raccourci pour la Conversion entre Unités 

      - Exemple 5 : 
      Convertir 3.18 m en cm.  
      1 m = 100 cm  
      Pour multiplier par 100, déplacez la virgule décimale de 2 places vers la droite.  
      \(\therefore 3.18 \text{ m} = 3.18 \times 100 \text{ cm} = 318 \text{ cm}\)

      - Exemple 6 : 
      Convertir 240 dm en dam.  
      \[
      240 \text{ dm} = \frac{240}{100} \text{ dam}
      \]

      Pour diviser par 100, déplacez la virgule décimale de 2 places vers la gauche.  
      = 2.40 dam.

      Tableau de Référence : 

      \[
      \begin{array}{ccc}
      \text{dam} & \xleftarrow{\text{+ 10}} & \text{m} & \xleftarrow{\text{+ 10}} \, \text{dm} \\
      \vdots & \text{dm} & = & \frac{1}{100} \, \text{dam}.
      \end{array}
      \]

    • {Exemples de Conversion d'Unités (Suite)}

      Exemple 5 :
      Convertir 3.2 m en mm.  
      1 m = 1000 mm  
      1. Pour multiplier par 1000, déplacez la virgule décimale de 3 places vers la droite.  
      2. Comme il n'y a pas de chiffres après 2, ajoutez deux zéros.  
      \(\therefore 3.2 \text{ m} = (3.2 \times 1000) \text{ mm} = 3200 \text{ mm}\).

      Masse:

      La quantité de matière dans un objet est sa masse. L'unité standard utilisée pour mesurer la masse dans le système métrique est le gramme (g).  
      Le tableau ci-dessous montre les unités de masse dans le système métrique avec le gramme comme unité de référence.

      \[
      \begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|}
      \hline
      1000 & 100 & 10 & 1 & \frac{1}{10} = 0.1 & \frac{1}{100} = 0.01 & \frac{1}{1000} = 0.001 \\
      \hline
      \text{kilogramme (kg)} & \text{hectogramme (hg)} & \text{décagramme (dag)} & \text{gramme (g)} & \text{décigramme (dg)} & \text{centigramme (cg)} & \text{milligramme (mg)} \\
      \hline
      \end{array}
      \]

      Relations Importantes :

      \[
      \begin{align*}
      1 \text{ kg} &= 1000 \text{ g} & 1 \text{ mg} &= \frac{1}{1000} \text{ g} = 0.001 \text{ g} \\
      1 \text{ hg} &= 100 \text{ g} & 1 \text{ cg} &= \frac{1}{100} \text{ g} = 0.01 \text{ g} \\
      1 \text{ dag} &= 10 \text{ g} & 1 \text{ dg} &= \frac{1}{10} \text{ g} = 0.1 \text{ g} \\
      \end{align*}
      \]

      Exemples de Conversion d'Unités de Masse


        * * \(300 \text{ dg} = (300 \div 100) \text{ dag} = 3 \text{ dag}\) 
          dag est à 2 pas à gauche de dg, donc on divise par 100.

        * * \(2417 \text{ cg} = (2417 \div 1000) \text{ dag} = 2.417 \text{ dag}\)
          dag est à 3 pas à gauche de cg, donc on divise par 1000.

        * * \(38 \text{ kg} = (38 \times 100) \text{ dag} = 3800 \text{ dag}\)
          kg est à 2 pas à droite de dag, donc on multiplie par 100.

        * * \(23.7 \text{ dg} = (23.7 \times 10) \text{ cg} = 237 \text{ cg}\)
          dg est à 1 pas à droite de cg, donc on multiplie par 10.

        * * \(4 \text{ hg} = (4 \times 1000) \text{ dg} = 4000 \text{ dg}\) 
          hg est à 3 pas à droite de dg, donc on multiplie par 1000.

    • Capacité 

      L'unité standard de capacité dans le système métrique est le litre (L).  
      Le tableau ci-dessous montre les unités de capacité dans le système métrique avec le litre comme unité de référence.

      \[
      \begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|}
      \hline
      1000 & 100 & 10 & 1 & \frac{1}{10} & \frac{1}{100} & \frac{1}{1000} \\
      \hline
      \text{kilolitre (kL)} & \text{hectolitre (hL)} & \text{décalitre (daL)} & \text{litre (L)} & \text{décilitre (dL)} & \text{centilitre (cL)} & \text{millilitre (mL)} \\
      \hline
      \end{array}
      \]

       - Relations Importantes : 

      \[
      \begin{align*}
      1 \text{ kL} &= 1000 \text{ L} \\
      1 \text{ hL} &= 100 \text{ L} \\
      1 \text{ daL} &= 10 \text{ L} \\
      1 \text{ mL} &= \frac{1}{1000} \text{ L} = 0.001 \text{ L} \\
      1 \text{ cL} &= \frac{1}{100} \text{ L} = 0.01 \text{ L} \\
      1 \text{ dL} &= \frac{1}{10} \text{ L} = 0.1 \text{ L} \\
      \end{align*}
      \]

      - Conversion d'Unités 

      La conversion des unités supérieures et inférieures en litres et la conversion des litres en différentes unités, ainsi que les interconversions entre les différentes unités, sont illustrées dans les diagrammes suivants.

      - Conversion d'Unités de Capacité 


          \item \(138 \text{ dL} = (138 \times 100) \text{ mL} = 13800 \text{ mL}\) 
          dL est à 2 pas à droite de mL, donc on multiplie par 100.

          \item \(500 \text{ daL} = (500 \div 100) \text{ kL} = 5 \text{ kL}\) 
          kL est à 2 pas à gauche de daL, donc on divise par 100.

          \item \(3117 \text{ hL} = (3117 \times 1000) \text{ dL} = 3117000 \text{ dL}\) 
          hL est à 3 pas à droite de dL, donc on multiplie par 1000.

      - Les Quatre Opérations de Base sur les Mesures Métriques 

      1. Addition et Soustraction 

       Exemple 6 : 
      Drew a tracé un segment de ligne de longueur 15 cm 4 mm. Ensuite, elle a effacé une partie de celui-ci. Le segment de ligne restant mesurait 7 cm 6 mm. Quelle est la longueur en mm de la partie effacée ?

      Longueur initiale du segment de ligne = 15 cm 4 mm  
      Longueur du segment de ligne restant après effacement = 7 cm 6 mm  
      Longueur du segment de ligne effacé = 15 cm 4 mm - 7 cm 6 mm  
      = 7 cm 8 mm  
      = \(7 + \frac{8}{10} \text{ cm} = 7.8 \text{ cm}\).

      \[
      \begin{array}{c c}
      \text{cm} & \text{mm} \\
      \hline
      15 & 4 \\
      - 7 & 6 \\
      \hline
      7 & 8 \\
      \end{array}
      \]

      - Exemple 7 : 
      Additionnez :

          - a)] 3 cm 4 mm et 9 cm 8 mm
          - b)] 14 dm 4 cm et 23 dm 7 cm
          - c)] 53 kg 305 g et 7 kg 828 g
          - d)] 81.718 mL et 71.732 mL 


      Exemples d'Addition de Mesures Métriques}

      Exemple 7 : Additionnez

      - a) 3 cm 4 mm et 9 cm 8 mm

      \[
      \begin{array}{|c|c|}
      \hline
      \text{cm} & \text{mm} \\
      \hline
      ①← &  \\
      3 & 4 \\
      +9 & 8 \\
      \hline
      13 & ②2 \\
      \hline
      \end{array}
      \]

      12 mm  
      = 10 mm + 2 mm  
      = 1 cm + 2 mm  
      = 13 cm 2 mm = 132 mm.

      - b) 14 dm 4 cm et 23 dm 7 cm

      \[
      \begin{array}{|c|c|}
      \hline
      \text{dm} & \text{cm} \\
      \hline
      ①← &  \\
      14 & 4 \\
      +23 & 7 \\
      \hline
      38 & ①1 \\
      \hline
      \end{array}
      \]

      11 cm  
      = 10 cm + 1 cm  
      = 1 dm + 1 cm  
      = 38 dm 1 cm = 381 cm.

      - c) 53 kg 305 g et 7 kg 828 g

      \[
      \begin{array}{|c|c|}
      \hline
      \text{kg} & \text{g} \\
      \hline
      ①①← & ① \\
      53 & 305 \\
      +7 & 828 \\
      \hline
      61 & ①133 \\
      \hline
      \end{array}
      \]

      1133 g  
      = 1000 g + 133 g  
      = 1 kg + 133 g  
      = 61 kg 133 g = 61.133 kg.

      Exemple 7 (Suite) : Additionnez}

      - d) 81.718 mL et 71.732 mL

      \[
      \begin{array}{|c|c|}
      \hline
      \text{L} & \text{mL} \\
      \hline
      ①← & ⑪ \\
      8 & 718 \\
      +7 & 732 \\
      \hline
      16 & ①450 \\
      \hline
      \end{array}
      \]

      1450 mL  
      = 1000 mL + 450 mL  
      = 1 L + 450 mL  
      = 161.450 mL = 16.450 L  

    • Exemple 8 : Soustraire

      \subsubsection*{(a) 10 m 36 cm - 5 m 83 cm}

      \[
      \begin{array}{|c|c|}
      \hline
      \text{m} & \text{cm} \\
      \hline
      ⑨ & ⑬ \\
      10 & 36 \\
      -5 & 83 \\
      \hline
      4 & 53 \\
      \hline
      \end{array}
      \]

      36 cm < 83 cm  
      Empruntez 1 m = 100 cm  
      100 cm + 36 cm  
      = 136 cm  
      = 4 m 53 cm.

      Exemples de Soustraction de Mesures Métriques

      Exemple 8 (Suite) : Soustraire

      - b) 20 cm 4 mm - 13 cm 9 mm 

      \[
      \begin{array}{|c|c|}
      \hline
      \text{cm} & \text{mm} \\
      \hline
      ⚠️ & ⚡️ \\
      20 & 4 \\
      -13 & 9 \\
      \hline
      14 & 6 \\
      \hline
      \end{array}
      \]

      4 mm < 9 mm  
      Empruntez 1 cm = 10 mm  
      10 mm + 4 mm  
      = 14 mm  
      = 14.6 cm.

      - c) 40 kg 353 g - 17 kg 500 g 

      \[
      \begin{array}{|c|c|}
      \hline
      \text{kg} & \text{g} \\
      \hline
      ⚠️ & (153) \\
      40 & 353 \\
      -17 & 500 \\
      \hline
      22 & 853 \\
      \hline
      \end{array}
      \]

      353 g < 500 g  
      Empruntez 1 kg = 1000 g  
      1000 g + 353 g  
      = 1353 g  
      = 22.853 kg.

      - d) 8 kL 150 L - 4 kL 850 L

      \[
      \begin{array}{|c|c|}
      \hline
      \text{kL} & \text{L} \\
      \hline
      ⚠️ & (150) \\
      8 & 150 \\
      -4 & 850 \\
      \hline
      3 & 300 \\
      \hline
      \end{array}
      \]

      150 L < 850 L  
      Empruntez 1 kL = 1000 L  
      1000 L + 150 L  
      = 1150 L  
      = 3.300 kL.

    • Exemple : Partage de Mangues 

      Un panier contient 3 kg 705 g de mangues. \(\frac{2}{3}\) des mangues sont mangées par M. Bhasin. Lata, sa fille, reçoit \(\frac{2}{5}\) des mangues restantes. Quelle est sa part en grammes ?

       Solution : 

      Poids total des mangues = 3 kg 705 g  
      Mangues mangées par M. Bhasin :

      \[
      = \frac{2}{3} \, \text{de} \, 3 \, \text{kg} \, 705 \, \text{g}
      \]

      \[
      = \frac{2}{3} \, \text{de} \, 3.705 \, \text{kg}
      \]

      \[
      = \frac{2}{3} \times 3.705 \, \text{kg}
      \]

      \[
      = \frac{2 \times 3.705}{3} \, \text{kg}
      \]

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