I- Evaluer expérimentalement la masse volumique de deux roches abondantes à la surface de la Terre

Pb : Mesurer la masse d'un échantillon de roche ne pose pas de difficulté mais comment connaître son volume ? proposez une méthode simple en vous inspirant de la méthode d'Archimède pour démasquer le faussaire du roi Hiéron (voir le texte ci-dessous)

Archimède est un savant grec qui vécut à Syracuse (la Sicile actuelle qui faisait partie de la grande Grèce) de 287 av. J.-C. à 212 av. J.-C. Il est connu pour ses multiples travaux scientifiques, théoriques ou pratiques, que ce soit en mathématique ou en physique. Un beau jour, le roi Hiéron II commanda une couronne en or pour l’offrir aux Dieux, il donna à l’orfèvre la masse d’or nécessaire à la fabrication. La couronne réalisée était superbe, elle fut pesée et sa masse était identique à celle de l’or donné. Pourtant le roi avait un doute la couronne ne semblait pas faite d’or pur, il demanda à son ami Archimède de s’en assurer mais sans détruire l’ouvrage donc sans le fondre ni le scier.
Archimède chercha mais la notion de volume et qui plus est la mesure du volume d’un solide de forme complexe ne faisait pas partie des connaissances scientifiques de l’époque.
Comme ses contemporains Archimède était amateur de bains et en se plongeant dans une baignoire pleine il constata que celle-ci débordait et... Eurê Eurêka!, il avait trouvé, le problème était résolu, il sauta hors de son bain, courut tout nu dans les rues pour annoncer sa découverte, il allait pouvoir mesurer le volume de la couronne et celui de l’or donné par déplacement d’eau.

1) Proposez une méthode simple pour calculer le volume de vos échantillons de roche en vous inspirant de la méthode d'Archimède pour démasquer le faussaire du roi Hiéron.

La méthode consiste à remplir d'eau une éprouvette graduée jusqu'à un trait de graduation repère, le noter et immerger notre échantillon. Le volume déplacé (par différence entre le nouveau niveau et le repère initial) correspond au volume de l'échantillon.

2) Utilisez le matériel fourni pour mesurer le volume et la masse de vos échantillons (utilisez un cahier de brouillon)

Matériel fourni :

1 éprouvette graduée / 1 bécher / 1 petit échantillon de basalte / 1 petit échantillon de granite / 1 balance

3) Remplissez le tableau bilan

3) Sachant que le granite et le basalte sont des roches constitutives de l'écorce terrestre (couche superficielle du globe) et compte tenu de la densité moyenne de la Terre, que peut-on supposer quant à la densité des matériaux situés au centre de notre planète ?

La densité des roches constituant l'écorce terrestre est bien inférieure à la densité de la Terre dans son ensemble : on peut donc supposer que le centre de la Terre doit est très dense (d>5.5)

II- Utilisation de la sismique réflexion pour déterminer la profondeur du Moho

Document extrait du manuel de SVT de 1ère S - Bordas 2007 p 277

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