Document élève : Connaître les ordres de grandeur des dimensions

1
Document élève :
Connaître les ordres de grandeur des dimensions dans
l’infiniment grand
 Point de départ : l’ordre de grandeur de la taille des êtres
humains, le mètre
● L’homme le plus grand du monde mesure 2,51 m alors que
l’homme le plus petit du monde mesure 0,70 m.
● L’unité de longueur « le mètre » est bien adaptée pour exprimer
la taille des êtres humains.
En effet, la taille de la plupart des êtres humains est comprise
entre :
● la moitié d’un mètre (0,50 m)
● et le double d’un mètre (2,00 m)
=>Pour le physicien, l’ordre de grandeur de la taille des humains est
le mètre.
● Le mètre est également l’unité de longueur du système
international SI.
 La distance Terre – Lune
● La distance Terre - Lune est d’environ trois cent quatre vingt
mille kilomètres.
C’est exactement la valeur du compteur de ma dernière voiture
avant qu’elle parte à la casse !
QUESTION 1:
A une vitesse de 100 km/h, Quelle est la durée du parcours de la distance Terre-Lune sans interruption ?
○ Environ cinq jours
○ Environ cinq mois
○ Environ cinq heures
○ Environ cinq minutes
QUESTION 2:
A quelle puissance de dix correspond l’ordre de grandeur de la distance Terre – Lune :
○ 103 km
○ 106 km
○ 105 km
○ 104 km

2
 La vitesse de la lumière
● La lumière est capable de parcourir trois cents mille kilomètres en
une seconde dans le vide.
● La distance Terre-Lune est égale à trois cent quatre vingt mille
kilomètres.
QUESTION 3 :
Combien de temps faut-il à la lumière pour aller de la Terre à la Lune ?
○ Environ 1,3 jour
○ Environ 1,3 an
○ Environ 1,3 seconde
 L’étoile Proxima du Centaure
● L’étoile la plus proche de nous s’appelle « Proxima du Centaure ».
● La lumière de cette étoile met environ cent trente millions de
secondes pour nous parvenir.
On rappelle la relation qui lie la vitesse (V en mètres par seconde :
m/s), la distance (D en mètres : m) et le temps (t en secondes : s) :
V = D / t .
On donne également la valeur de la vitesse de la lumière : 300 000
km/s
QUESTION 4 :
La durée que met la lumière pour nous parvenir de Proxima du Centaure se rapproche de quelle puissance de
10 ?
○ 108 s
○ 106 s
○ 109 s
QUESTION 5 :
La distance, exprimée en mètre, qui nous sépare de Proxima du Centaure est 39 000 000 000 000 000 m.
Proposez une écriture la plus courte possible, en utilisant cette même unité. Attention, 2 réponses
conviennent. Cocher 2 cases:
○ 3,9. 1015 m
○ 3,9. 1016 m
○ 39. 1015 m
○ 3,9. 1017 m

3
 La voie lactée
Image 1
(reconstitution)
Image 2
(photo)
● La voie lactée est la galaxie dans laquelle se trouve notre système solaire.
● Comme nous sommes à l’intérieur, nous ne la voyons pas comme sur l’image 1
mais par la tranche (image 2).
● Sur la Terre, nous observons une traînée blanche qui traverse le ciel (image 2).
● Le diamètre de la voie lactée est d’environ 100 000 années lumière.
● L’année lumière est la distance parcourue par la lumière pendant une année.
C’est l’ordre de grandeur de la distance qui nous sépare de « proxima du centaure »
QUESTION 6 :
Combien d’année faudrait-il pour parcourir le diamètre de la voie lactée à la vitesse de la lumière ?
○ 100 ans
○ 1000 ans
○ 100 000 ans
QUESTION 7 :
A quelle puissance de dix la plus proche correspond le diamètre de la voie lactée sachant qu’une année lumière
vaut 9,7.1015m?
○ 1050 m
○ 1021 m
○ 10-21 m
○ 1020 m

4
 La taille de notre univers
● D’après les astrophysiciens, notre univers existerait
depuis quinze milliards d’années.
● Il aurait été créé suite à une grande explosion (« big
bang »).
● Les observations astronomiques nous montrent qu’il est
encore en expansion.
● Le diamètre de l’univers observable est estimé à cent
milliards d’années lumière.
QUESTION 8 :
Combien d’année faudrait-il pour parcourir le diamètre de l’univers observable à la vitesse de la lumière ?
○ 100 000 milliards d’années
○ 100 milliards de secondes
○ 100 milliards d’années
QUESTION 9 :
A quelle puissance de dix correspond le diamètre de l’univers observable ?
○ 1027 m
○ 1050 m
○ 10-27 m
○ 1016 m
 Vers l’infiniment grand
QUESTION 10 :
Fais correspondre les objets proposés aux dimensions données.