La masse, le volume et la densité sont trois grandeurs physiques qui permettent de décrire et de comparer les matériaux. Elles sont utilisées en sciences, en industrie, en médecine et dans de nombreuses activités du quotidien.

La masse représente la quantité de matière contenue dans un objet. Elle se mesure avec une balance et s'exprime principalement en kilogrammes (kg) ou en grammes (g).

Le volume correspond à l'espace occupé par un objet. Il s'exprime en mètres cubes (m³), en litres (L) ou en millilitres (mL). Pour un liquide, on utilise souvent une éprouvette graduée. Pour un solide de forme irrégulière, le volume peut être mesuré par déplacement d'eau.

• Deux objets peuvent avoir le même volume mais des masses différentes.
• À l'inverse, deux objets peuvent avoir la même masse mais des volumes différents.
• La densité permet de comparer la masse d'un matériau à volume égal.

La grandeur utilisée en physique est la masse volumique, notée ρ (rhô). Elle correspond à la masse contenue dans une unité de volume. Elle s'exprime généralement en kg/m³ ou en g/cm³.

La masse volumique se calcule grâce à la relation : ρ = m ÷ V où m est la masse et V le volume.

On peut également utiliser les formules : m = ρ × V et V = m ÷ ρ.

Exemple : un objet possède une masse de 2 kg et un volume de 0,001 m³. Sa masse volumique est donc : ρ = 2 ÷ 0,001 = 2 000 kg/m³.

La masse volumique permet d'identifier des matériaux et d'expliquer certains phénomènes. Par exemple, le bois flotte généralement sur l'eau car sa masse volumique est plus faible que celle de l'eau, tandis qu'une pierre coule car sa masse volumique est plus élevée.