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Physique · 7e

Leçon 1 sur 18

La matière

Je sais reconnaître ce qui est de la matière, montrer que l'air est de la matière et classer les matériaux qui m'entourent.

  • 35 min
  • 5 exercices corrigés
  • 2 schémas
  • QCM de 5 questions

À la fin de la leçon, tu sauras :

  • Définir la matière par ses deux propriétés (elle occupe un volume et elle a une masse)
  • Montrer par une expérience simple que l'air est de la matière
  • Distinguer un objet, un matériau et une substance
  • Classer des matériaux selon leur origine (naturelle ou fabriquée)

1Je découvre

C'est le jour du marché à Kankan. Sékou aide sa mère Hawa à ranger les marchandises : des sacs de riz, des bidons d'huile, des seaux en plastique, des marmites en aluminium et des ballons gonflés pour les enfants. Sékou soulève un ballon et s'étonne : « Ce ballon est gros, mais il ne pèse presque rien. Il n'y a rien dedans ! »

Sa mère sourit : « Rien ? Alors pourquoi le ballon est-il tout rond et dur quand tu appuies dessus ? Si tu le perces, il devient tout plat. »

Sékou réfléchit. Le riz, l'huile et le seau, on les voit et on les touche : ce sont des choses « réelles ». Mais l'air à l'intérieur du ballon, on ne le voit pas. Est-il quelque chose, lui aussi ?

Qu'est-ce que la matière ? Comment savoir si une chose, même invisible comme l'air, est de la matière ?

2Je comprends

1. Tout ce qui nous entoure est fait de matière

Regarde autour de toi : la table, ton cahier, l'eau du puits, le sable de la cour, le fer de la porte, ton propre corps… Tout cela est fait de matière.

La matière est tout ce qui occupe une place (un volume) et qui possède une masse.

Ces deux propriétés sont la « carte d'identité » de la matière :

  • elle occupe un volume : deux objets ne peuvent pas occuper la même place en même temps. Quand tu mets une pierre dans un seau plein d'eau, l'eau déborde, car la pierre prend de la place ;
  • elle a une masse : on peut la peser avec une balance. Un sac de riz plein est plus lourd qu'un sac vide, car il contient plus de matière.

Ce qui n'est pas de la matière : la lumière du soleil, le son d'un tam-tam, une idée, un rêve. On ne peut ni les mettre dans une bouteille ni les peser.

2. L'air est de la matière

L'air est invisible, mais c'est bien de la matière. On peut le montrer par deux expériences.

L'air occupe un volume. Enfonce un verre vide, ouverture vers le bas, bien droit, dans une bassine d'eau. L'eau ne monte pas jusqu'au fond du verre : un papier froissé collé au fond reste sec. L'air enfermé dans le verre occupe la place et empêche l'eau d'entrer. Si tu penches le verre, des bulles sortent : l'air s'échappe et l'eau prend sa place.

L'air a une masse. Pèse un ballon de football dégonflé, puis le même ballon bien gonflé avec une pompe, sur une balance précise. Le ballon gonflé est un peu plus lourd : l'air que la pompe a fait entrer en force a une masse. La masse d'un litre d'air est très petite (environ 1,2 g dans les conditions ordinaires), c'est pourquoi on a l'impression que l'air « ne pèse rien ».

Exemple

Question : un ballon gonflé est-il de la matière, et l'air qu'il contient aussi ?

Réponse pas à pas :

  1. Le caoutchouc du ballon occupe une place et a une masse : c'est de la matière.
  2. L'air qu'il contient occupe un volume : c'est lui qui donne au ballon sa forme ronde.
  3. Cet air a une masse : un ballon de football bien gonflé à la pompe est plus lourd que le même ballon dégonflé.
  4. Conclusion : le ballon et l'air qu'il contient sont tous les deux de la matière.

Sékou avait tort : le ballon n'est pas « vide », il est plein d'air.

  1. 1Je place un papier sec au fond d'un verre vide.
  2. 2Je retourne le verre, ouverture vers le bas.
  3. 3Je l'enfonce bien droit dans une bassine d'eau.
  4. 4Je ressors le verre sans le pencher : le papier est resté sec.
  5. 5Conclusion : l'air du verre occupait la place, l'air est de la matière.
Expérience du verre retourné : l'air occupe un volume.

3. Objet, matériau et substance

Il faut bien distinguer trois mots :

  • un objet est une chose fabriquée ou naturelle, avec une forme et un usage : une marmite, une chaise, un seau, une clé ;
  • un matériau est la matière dont est fait l'objet : l'aluminium, le bois, le plastique, le fer ;
  • une substance (ou corps) est une matière d'une seule sorte, avec ses propres caractères : l'eau, le sel, le sucre, le fer.

Un même objet peut être fait de matériaux différents : une chaise peut être en bois, en fer ou en plastique. Et un même matériau sert à fabriquer beaucoup d'objets : avec le fer, on fait des portes, des houes, des clous, des marmites.

Exemple

Complète : « La houe du cultivateur est un … fait en … (lame) et en … (manche). »

Réponse : la houe est un objet ; sa lame est faite d'un matériau, le fer (ou l'acier) ; son manche est fait d'un autre matériau, le bois.

Un même objet peut donc réunir plusieurs matériaux.

4. Matériaux naturels et matériaux fabriqués

On classe souvent les matériaux selon leur origine :

  • les matériaux naturels existent dans la nature : on les prend presque tels quels. Ils peuvent venir des végétaux (bois, bambou, coton, paille), des animaux (laine, cuir, os), ou du sol et du sous-sol (argile, sable, pierre, latérite) ;
  • les matériaux fabriqués (ou artificiels) sont obtenus en transformant des matières premières dans une usine ou un atelier : le verre (fait à partir de sable), le plastique (fait à partir du pétrole), le ciment, l'aluminium (obtenu à partir de la bauxite, un minerai que la Guinée possède en grande quantité, notamment dans la région de Boké).
Matériaux naturels
  • bois de la forêt
  • argile du potier
  • coton de la plante
  • pierre et latérite
  • bauxite (minerai)
Matériaux fabriqués
  • plastique du seau
  • brique cuite et ciment
  • tissu de pagne teint
  • verre de la bouteille
  • aluminium de la marmite

5. Les propriétés des matériaux

Chaque matériau a des propriétés qui expliquent pourquoi on le choisit pour un usage :

  • dur ou mou : le fer est dur, la pâte d'argile fraîche est molle ;
  • souple ou rigide : le caoutchouc d'une chambre à air se plie, le verre ne se plie pas ;
  • fragile ou solide : le verre et la poterie cassent facilement ;
  • transparent ou opaque : on voit à travers le verre d'une fenêtre, pas à travers le bois ;
  • attiré ou non par un aimant : le fer est attiré, l'aluminium et le bois ne le sont pas (tu l'étudieras dans la leçon sur les aimants) ;
  • conducteur ou isolant de la chaleur ou de l'électricité : une marmite en métal chauffe vite, un manche en bois reste froid.

Méthode

Pour décider si une chose est de la matière :

  1. Je me demande : occupe-t-elle une place (un volume) ?
  2. Je me demande : peut-on la peser (a-t-elle une masse) ?
  3. Si la réponse est « oui » aux deux questions, c'est de la matière.
  4. Si on ne peut ni l'enfermer ni la peser (lumière, son, idée), ce n'est pas de la matière.

3Je retiens

Je retiens

La matière est tout ce qui occupe un volume et possède une masse.

L'air est de la matière : il occupe un volume (verre retourné) et il a une masse (ballon de football gonflé plus lourd).

La lumière, le son, une idée ne sont pas de la matière.

Un objet (marmite) est fait d'un ou plusieurs matériaux (aluminium, bois).

Matériaux naturels : bois, argile, coton, pierre. Matériaux fabriqués : plastique, verre, ciment, aluminium.

On choisit un matériau selon ses propriétés : dureté, souplesse, transparence, conduction…

4Erreurs fréquentes

  • Croire qu'un récipient « vide » ne contient rien : une bouteille vide est pleine d'air, et l'air est de la matière.
  • Confondre objet et matériau : « la marmite » est un objet, « l'aluminium » est le matériau.
  • Penser que ce qui est invisible n'est pas de la matière : l'air, la vapeur d'eau sont invisibles mais ce sont de la matière.
  • Croire que la lumière ou la chaleur sont de la matière : on ne peut pas les peser, ce n'en est pas.

5Je m’exerce

1Exercice 1

Parmi les éléments suivants, lesquels sont de la matière ? Le sable, la lumière d'une lampe, l'eau du fleuve Niger, l'air d'un pneu, le bruit d'une moto, une feuille de manioc.

Voir le corrigéCacher le corrigé

Sont de la matière : le sable, l'eau du fleuve Niger, l'air du pneu et la feuille de manioc, car ils occupent un volume et ont une masse. La lumière d'une lampe et le bruit d'une moto ne sont pas de la matière : on ne peut ni les enfermer ni les peser.

2Exercice 2

Recopie et complète le tableau : pour chaque objet, donne un matériau dont il est fait.

Objets : une vitre, une natte, une marmite, un seau, un pagne.

Voir le corrigéCacher le corrigé

Réponses possibles :

  • vitre : verre ;
  • natte : paille, raphia ou plastique ;
  • marmite : aluminium, fonte ou terre cuite ;
  • seau : plastique ou fer ;
  • pagne : coton (tissu).

3Exercice 3

Classe les matériaux suivants en deux groupes, naturels et fabriqués : paille, verre, argile, plastique, bois, ciment, coton, aluminium.

Voir le corrigéCacher le corrigé
  • Matériaux naturels : paille, argile, bois, coton.
  • Matériaux fabriqués : verre, plastique, ciment, aluminium.

4Exercice 4

Mariama enfonce une bouteille vide, goulot vers le bas, dans un seau d'eau. L'eau entre très peu dans la bouteille. Puis elle perce un petit trou au fond de la bouteille : l'eau monte alors dans la bouteille.

a) Pourquoi l'eau n'entrait-elle presque pas au début ?

b) Qu'est-ce qui sort par le trou quand elle le perce ?

c) Quelle propriété de la matière cette expérience montre-t-elle pour l'air ?

Voir le corrigéCacher le corrigé

a) La bouteille « vide » est pleine d'air. Cet air occupe la place et empêche l'eau d'entrer.

b) C'est l'air qui sort par le trou ; l'eau peut alors prendre sa place.

c) Cette expérience montre que l'air occupe un volume : c'est une preuve que l'air est de la matière.

5Exercice 5

Ousmane pèse un ballon de football dégonflé : la balance indique 410 g. Il le gonfle bien et le repèse : la balance indique 415 g.

a) Pourquoi la masse a-t-elle augmenté ?

b) Quelle est la masse de l'air ajouté ?

c) Que prouve cette expérience ?

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a) La masse a augmenté car Ousmane a ajouté de l'air dans le ballon, et l'air a une masse.

b) Masse de l'air ajouté : 415 - 410 = 5 g.

c) Cette expérience prouve que l'air a une masse : c'est de la matière.

Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.

6Je vérifie

Choisis une réponse pour chaque question : la correction s’affiche aussitôt.

1Quelles sont les deux propriétés de toute matière ?
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Réponse B : elle occupe un volume et elle a une masse. Toute matière, visible ou non, solide ou non, occupe une place et possède une masse.

2Lequel de ces éléments n'est pas de la matière ?
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Réponse C : le son d'un tam-tam. Le son ne peut être ni enfermé ni pesé ; l'air et la vapeur, invisibles, sont pourtant de la matière.

3Dans la phrase « la chaise est en bois », le bois est :
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Réponse B : un matériau. La chaise est l'objet ; le bois est le matériau dont elle est faite.

4Lequel de ces matériaux est fabriqué ?
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Réponse C : le verre. Le verre est fabriqué en usine à partir de sable chauffé très fort ; l'argile et le coton sont naturels.

5Un verre retourné enfoncé dans l'eau garde un papier sec au fond. Cela prouve que :
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Réponse A : l'air occupe un volume. L'air enfermé prend la place et empêche l'eau de monter jusqu'au papier.

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