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Longueurs, masses, durées et contenances : cours de maths CM2 à télécharger en PDF

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Cours de maths en CM2 : Longueurs, masses, durées et contenances — Zyro, l’explorateur de Planète Maths

Ton cartable fait-il un kilomètre de trajet ? Pèse-t-il plus de cinq kilos ? Combien de temps dure ta récréation ? Pour répondre, il faut savoir mesurer et surtout changer d’unité sans se tromper. Dans ce chapitre, tu vas maîtriser les longueurs, les masses, les contenances et les durées, puis les utiliser pour résoudre de vrais problèmes.

1. Les unités de longueur

Longueur

Une longueur mesure la distance entre deux points. L’unité de référence est le mètre (m). On utilise des unités plus grandes (le kilomètre) ou plus petites (le centimètre, le millimètre) selon ce qu’on mesure.

Unité km hm dam m dm cm mm
Valeur en mètres 1 000 100 10 1 0,1 0,01 0,001
Propriété

Chaque unité est 10 fois plus grande que celle de droite et 10 fois plus petite que celle de gauche.

Voici une règle graduée : chaque grand intervalle vaut 1 cm, chaque petit trait vaut 1 mm.

012345678910AB

Exemple

Le segment \([AB]\) va de la graduation \(2{,}7\) cm à la graduation \(6{,}4\) cm. Sa longueur est \(6{,}4 - 2{,}7 = 3{,}7\) cm, soit \(37\) mm.

2. Convertir des longueurs avec le tableau

Convertir, c’est exprimer la même longueur avec une autre unité. Le tableau de conversion t’évite de te tromper.

Méthode

  1. Écris le chiffre des unités du nombre sous la colonne de son unité.
  2. Écris les autres chiffres, un par colonne, à gauche et à droite.
  3. Place la virgule à droite de la colonne de la nouvelle unité.
  4. Complète avec des zéros si des colonnes sont vides.
Exemple

Convertis \(3{,}45\) km en mètres. Le 3 va dans la colonne km, le 4 dans hm, le 5 dans dam. La nouvelle unité est le mètre : on met un 0 dans la colonne m et la virgule après elle.

\(3{,}45\text{ km} = 3\,450\text{ m}\).

km3hm4dam5m0dmcmmm,

Exemple

Convertis \(628\) cm en mètres. Le 8 est dans la colonne cm, le 2 dans dm, le 6 dans m. La virgule se place à droite de la colonne m : \(628\text{ cm} = 6{,}28\text{ m}\).

Astuce de Zyro

Sur ma planète, on se répète : « vers une plus petite unité, le nombre grandit ; vers une plus grande unité, le nombre rétrécit ». Si ton résultat ne suit pas cette règle, il y a une erreur !

Erreur classique

On ne multiplie pas toujours par 100 ! Entre le kilomètre et le mètre, il y a 1 000 (pas 100) : \(1\text{ km} = 1\,000\text{ m}\).

3. Les masses

Masse

La masse d’un objet indique « combien il y en a » de matière. L’unité de base est le gramme (g). Les unités fonctionnent comme celles des longueurs : de l’une à la suivante, on multiplie ou on divise par 10.

Unité kg hg dag g dg cg mg
Valeur en grammes 1 000 100 10 1 0,1 0,01 0,001

Pour les très grosses masses, on utilise la tonne : \(1\text{ t} = 1\,000\text{ kg}\). Le quintal vaut \(100\) kg, soit un dixième de tonne.

Exemple

Convertis \(7\,250\) g en kilogrammes. On place 0 dans la colonne g, 5 dans dag, 2 dans hg et 7 dans kg. La virgule se met à droite de la colonne kg : \(7\,250\text{ g} = 7{,}25\text{ kg}\).

kg7hg2dag5g0dgcgmg,

4. Les contenances

Contenance

La contenance d’un récipient est la quantité de liquide qu’il peut contenir. L’unité de référence est le litre (L). On utilise aussi le décilitre (dL), le centilitre (cL) et le millilitre (mL).

\(1\text{ L} = 10\text{ dL} = 100\text{ cL} = 1\,000\text{ mL}\). Les unités suivent encore la règle du « 10 fois ».

0 cL25 cL50 cL75 cL100 cLeau

Exemple

Le verre doseur ci-dessus contient \(75\) cL d’eau. Comme \(100\text{ cL} = 1\text{ L}\), on divise par 100 : \(75\text{ cL} = 0{,}75\text{ L}\), soit \(750\) mL.

À savoir

Un cube d’un décimètre de côté (10 cm sur 10 cm sur 10 cm) contient exactement 1 litre : \(1\text{ L} = 1\text{ dm}^3\).

5. Les durées

Attention : le temps ne se compte pas de 10 en 10, mais de 60 en 60 pour les heures, minutes et secondes.

Unité Équivalence
1 heure (h) 60 minutes (min)
1 minute (min) 60 secondes (s)
1 jour 24 heures
1 semaine 7 jours
1 année 12 mois, soit 365 ou 366 jours
Exemple

Convertis \(2\text{ h }15\text{ min}\) en minutes : \(2\times 60 + 15 = 135\) minutes.

Exemple

Convertis \(190\) minutes en heures et minutes : \(190 = 3\times 60 + 10\), donc \(190\text{ min} = 3\text{ h }10\text{ min}\).

Piège

\(1\text{ h }30\text{ min}\) ne s’écrit pas \(1{,}30\) h. Une demi-heure vaut \(30\) min, donc \(1\text{ h }30\text{ min} = 1{,}5\) h.

6. Calculer avec des durées

Additionner des durées

  1. Additionne les heures entre elles et les minutes entre elles.
  2. Si le total des minutes est de 60 ou plus, convertis : 60 min = 1 h.
Exemple

\(2\text{ h }45\text{ min} + 1\text{ h }30\text{ min} = 3\text{ h }75\text{ min}\). Comme \(75\text{ min} = 1\text{ h }15\text{ min}\), le total est \(4\text{ h }15\text{ min}\).

Trouver une durée entre deux horaires

  1. Avance de l’heure de départ jusqu’à la prochaine heure pile.
  2. Avance ensuite d’heure pile en heure pile jusqu’à l’heure d’arrivée.
  3. Ajoute les morceaux.
Exemple

De \(9\text{ h }40\) à \(12\text{ h }10\) : de \(9\text{ h }40\) à \(10\text{ h}\) il y a \(20\) min ; de \(10\text{ h}\) à \(12\text{ h}\) il y a \(2\) h ; de \(12\text{ h}\) à \(12\text{ h }10\) il y a \(10\) min. Total : \(2\text{ h }30\text{ min}\).

7. Lire un horaire et un calendrier

Pour éviter les confusions, on écrit souvent l’heure sur 24 heures : \(15\text{ h}\) correspond à 3 heures de l’après-midi, \(21\text{ h }30\) à 9 h 30 du soir. Une frise sur une droite graduée aide à visualiser une durée.

9101112DépartArrivée

Sur la frise, le départ est à \(9\text{ h }30\), l’arrivée à \(11\text{ h }45\) : la durée est \(2\text{ h }15\text{ min}\).

Dans le calendrier, les mois n’ont pas tous la même longueur : janvier, mars, mai, juillet, août, octobre et décembre ont 31 jours ; avril, juin, septembre et novembre ont 30 jours ; février a 28 jours, ou 29 jours les années bissextiles (tous les 4 ans, comme 2024 ou 2028).

Les poings

Ferme ton poing : chaque « bosse » est un mois de 31 jours, chaque « creux » un mois plus court. Après juillet, on revient sur la première bosse pour août.

Exemple

Combien de jours séparent le \(20\) avril du \(3\) mai ? Avril a 30 jours : \(30 - 20 = 10\) jours jusqu’au 30 avril, puis \(3\) jours de plus. Total : \(13\) jours.

8. Résoudre un problème de mesures

Méthode

  1. Lis l’énoncé et repère les grandeurs et leurs unités.
  2. Convertis toutes les mesures dans la même unité.
  3. Fais le calcul (addition, soustraction, multiplication ou division).
  4. Écris une phrase-réponse avec la bonne unité.
Exemple

On découpe un ruban de \(3{,}5\) m en morceaux de \(25\) cm. Combien de morceaux obtient-on ? On convertit : \(3{,}5\text{ m} = 350\text{ cm}\). Puis \(350 \div 25 = 14\). On obtient 14 morceaux.

Exemple

Un traiteur prépare \(12\) bouteilles de jus de \(75\) cL. Quel volume total, en litres ? \(12\times 75 = 900\) cL, soit \(9\) L.

À retenir

  • Longueurs, masses et contenances : chaque unité est 10 fois plus grande que la suivante ; \(1\text{ km} = 1\,000\text{ m}\), \(1\text{ kg} = 1\,000\text{ g}\), \(1\text{ L} = 1\,000\text{ mL}\), \(1\text{ t} = 1\,000\text{ kg}\).
  • Le tableau de conversion évite les erreurs : un chiffre par colonne, la virgule à droite de la nouvelle unité.
  • Durées : \(1\text{ h} = 60\text{ min}\), \(1\text{ min} = 60\text{ s}\), \(1\text{ jour} = 24\text{ h}\) ; on ne calcule pas de 10 en 10.
  • Pour une durée entre deux horaires, avance d’heure pile en heure pile.
  • Dans un problème, convertis d’abord, calcule ensuite, puis réponds avec une phrase et l’unité.
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