Calculs de volumes
Choisir la bonne formule, utiliser des unités compatibles et présenter un résultat en unités cubes.
À retenir
Un volume mesure l'espace occupé par un solide. Toutes les longueurs doivent être exprimées dans la même unité. Le résultat s'exprime en unités cubes : cm³, m³, etc.
Prismes droits et cylindres
Prisme droit
Pavé droit et cube
Cube : \(V=a^3\)
Cylindre
\(V=\pi r^2h\)
Un cylindre de rayon 3 cm et de hauteur 5 cm a pour volume :
\[\begin{aligned}V&=\pi\times3^2\times5\\V&=45\pi\ \text{cm}^3\\V&\approx141{,}4\ \text{cm}^3\end{aligned}\]Pyramides et cônes
Pyramide
Cône
\(V=\dfrac{\pi r^2h}{3}\)
Une pyramide a une base d'aire 24 cm² et une hauteur de 7 cm.
\[\begin{aligned}V&=\frac{24\times7}{3}\\V&=56\ \text{cm}^3\end{aligned}\]Volume d'une boule
Boule
Une boule de rayon 3 cm a pour volume :
\[\begin{aligned}V&=\frac{4}{3}\pi\times3^3\\V&=36\pi\ \text{cm}^3\\V&\approx113{,}1\ \text{cm}^3\end{aligned}\]Erreurs classiques
Les formules utilisent le rayon \(r\). Si le diamètre \(d\) est donné, il faut d'abord calculer :
\[r=\frac{d}{2}\]L'unité de la hauteur doit correspondre à celle utilisée pour l'aire de la base.
\[20\ \text{cm}^2\times0{,}4\ \text{m}\quad\text{est incorrect}\] \[20\ \text{cm}^2\times40\ \text{cm}=800\ \text{cm}^3\]Le facteur \(\dfrac{1}{3}\) concerne les pyramides et les cônes, mais pas les prismes ni les cylindres.
La hauteur \(h\) est perpendiculaire à la base. Ce n'est pas une arête oblique du solide.
Dans un calcul avec \(\pi\), on conserve la valeur exacte pendant les étapes et on arrondit seulement le résultat final.
Une aire s'exprime en cm² ou m² ; un volume s'exprime en cm³ ou m³.
\[\text{cm}^2\times\text{cm}=\text{cm}^3\]Bien rédiger le calcul
- Identifier le solide et les données utiles.
- Convertir les longueurs pour obtenir des unités compatibles.
- Écrire la formule, puis remplacer les lettres par les valeurs.
- Conserver la valeur exacte avec \(\pi\), puis arrondir seulement à la fin si cela est demandé.
- Écrire l'unité de volume dans la réponse.