Version élève → Mathématiques · Lycée professionnel · 1re · Première

Séquence 6 · Géométrie dans l'espace : solides usuels, sections et volumes

Quelle quantité de grain un silo peut‑il contenir ? Que voit‑on quand on coupe un solide par un plan ?

Bonjour !

Dans cette séquence de mathématiques, tu vas chercher à répondre à la grande question écrite en haut de la page. Elle se fait en 2 séances. Pour chaque séance : lis la consigne, étudie les documents, réponds aux questions sur ta feuille ou sur l'ENT, puis recopie l'essentiel dans ton cahier. Tu peux imprimer cette page avec le bouton « Imprimer ».

À la fin, je serai capable de :

Les mots importants

pavé droit, cylindre, cône, pyramide, bouleperspective cavalière, patronsection planevolume, capacité, conversionssolide composé

Ressources de la séquence

Les notions, les repères et les pistes pour aller plus loin, utiles pour toutes les séances.

Les notions à maîtriser

Pavé droit
V = L × l × h.
Cylindre
V = π × r² × h.
Cône, pyramide
V = (1/3) × aire de la base × h.
Boule
V = (4/3) × π × r³.
Section plane
Intersection d'un solide et d'un plan : rectangle, disque, triangle, carré…
Capacité
1 dm³ = 1 L ; 1 m³ = 1000 L.

Repères

DateÉvénement
IIIe siècle av. J.‑C.Archimède établit le volume de la sphère, les deux tiers du cylindre qui la contient.
1635Cavalieri compare les volumes par leurs sections.
1799Monge publie la Géométrie descriptive, base du dessin technique.
Aujourd'huiLa conception assistée par ordinateur représente et calcule les solides.

Pour aller plus loin

Sources et bibliographie

Mon parcours : je choisis mon rythme

Séance 1 · Solides et sections

65 min

Séance approfondie : cours développé, documents sourcés, activités exigeantes avec coups de pouce.

La question du jour

Que voit‑on quand on tranche un solide ?

Mon plan de travail

Le cours à lire · Sections planes

Les solides usuels sont le pavé droit (et le cube), le cylindre, le cône, la pyramide et la boule. On les représente en perspective cavalière (les arêtes cachées en pointillés). La section d'un solide par un plan est la figure obtenue en le coupant : pavé coupé parallèlement à une face, un rectangle identique à la face ; cylindre coupé parallèlement à la base, un disque de même rayon ; cône ou pyramide coupé parallèlement à la base, une réduction de la base ; boule coupée par un plan, un disque (le plus grand passe par le centre).

Document 1 · La découpe en atelier

Situation-problème.

Un atelier de menuiserie et de chaudronnerie découpe des pièces : une poutre en forme de pavé (20 cm × 10 cm × 2 m), un tube cylindrique plein de rayon 5 cm, un cône en métal de rayon 6 cm et de hauteur 12 cm, une boule décorative de rayon 8 cm.

Source : Situation construite pour la séance par le professeur (données fictives, choisies pour être réalistes).

Activité 1 · S'approprier

12 min
Essentiel

Supports : Document 1

Consigne :

Nommez les sections.

  1. Poutre coupée parallèlement à sa petite face ?
  2. Tube coupé parallèlement à sa base ?
  3. Boule coupée par un plan passant par son centre ?

Ce qui est attendu (6 pts) : S'approprier, réaliser

Activité 2 · Réaliser

18 min
Essentiel

Supports : Cours

Consigne :

Le cône est coupé parallèlement à sa base, à mi‑hauteur.

  1. Nature de la section ?
  2. Rayon (réduction de rapport 1/2) ?
  3. Aire de cette section ?

Ce qui est attendu (7 pts) : Analyser, raisonner, réaliser

Activité 3 · Communiquer

15 min
Travail à rendre

Supports : Documents et cours

Consigne :

Rédigez une fiche de consignes (6 lignes) pour un apprenti : comment prévoir la forme d'une section avant la découpe ? Pour bien commencer : Pour un solide coupé parallèlement à… · Si le solide est un cône, … · Avant de couper, il faut…

Ce qui est attendu (7 pts) : Valider · Communiquer

Trace écrite · document à compléter (papier ou ENT)

Complète la trace écrite avec les mots de la banque, puis recopie-la dans ton cahier.

disquepointillésrectangleréduction

La section d'un pavé parallèle à une face est un _________. La section d'un cylindre parallèle à la base est un ______. Le cône coupé parallèlement à sa base donne une _________ de la base. Les arêtes cachées sont en __________.

Séance 2 · Volumes de solides composés

65 min

Séance approfondie : cours développé, documents sourcés, activités exigeantes avec coups de pouce.

La question du jour

Combien de grain dans le silo ?

Mon plan de travail

Le cours à lire · Volumes

Formules : pavé V = L × l × h ; cylindre V = π × r² × h ; cône et pyramide V = (1/3) × aire de la base × h ; boule V = (4/3) × π × r³. Un solide composé se découpe en solides usuels dont on additionne (ou soustrait) les volumes. On garde la valeur exacte (avec π) le plus longtemps possible, puis on arrondit. Conversions : 1 m³ = 1000 dm³ = 1000 L. La masse se déduit du volume par la masse volumique.

Document 1 · Le silo agricole

Situation-problème.

Une coopérative agricole possède un silo formé d'un cylindre de rayon 3 m et de hauteur 8 m, surmonté d'un toit conique de même rayon et de hauteur 2 m.

Source : Situation construite pour la séance par le professeur (données fictives, choisies pour être réalistes).

Activité 1 · S'approprier

12 min
Essentiel

Supports : Document 1

Consigne :

Décomposez.

  1. Quels solides ?
  2. Aire de la base commune ?
  3. Unités du résultat ?

Ce qui est attendu (6 pts) : S'approprier, réaliser

Activité 2 · Analyser, raisonner

18 min
Essentiel

Supports : Cours

Consigne :

Calculez.

  1. Volume du cylindre ?
  2. Volume du cône ?
  3. Volume total en litres ?

Ce qui est attendu (7 pts) : Analyser, raisonner, réaliser

Activité 3 · Valider, communiquer

15 min
Travail à rendre

Supports : Documents et cours

Consigne :

Le grain pèse environ 0,75 t par m³ et seul le cylindre est rempli. Rédigez un message au responsable (6 à 8 lignes) : quelle masse stockée, combien de camions de 25 t pour la transporter ? Pour bien commencer : Le volume rempli est… · La masse correspondante est… · Il faut donc… camions

Ce qui est attendu (7 pts) : Valider · Communiquer

Trace écrite · document à compléter (papier ou ENT)

Complète la trace écrite avec les mots de la banque, puis recopie-la dans ton cahier.

1000htiersusuels

Le volume d'un cylindre est π × r² × ______. Le volume d'un cône est le ______ de celui du cylindre de même base et même hauteur. 1 m³ = ______ L. Un solide composé se découpe en solides ______.

Fiche à trous · je complète

Complète le texte avec les mots de la banque (sur papier ou dans le document de l'ENT).

1000disquehtiers

La section d'un cylindre par un plan parallèle à sa base est un ______.

Le volume d'un cylindre est V = π × r² × ______.

Le volume d'un cône est le ______ de celui du cylindre de même base et même hauteur.

1 m³ = ______ L.

Ce que j'ai appris

Les 3 idées que je retiens :
Une méthode ou une formule que je veux retenir :
Ce qui reste difficile pour moi / ma question pour le professeur :