Word 2007

TP1
À
À l la a d dé éc co ou uv ve er rt te e d de e l l’ ’U Un ni iv ve er rs s
O
Ob bj je ec ct ti if fs s d de e l la a s sé éa an nc ce e : :
- Décrire et mesurer les objets de l’Univers ;
- Déterminer l’ordre de grandeur d’une mesure ;
- Utiliser l’année de lumière comme unité de mesure ;
- Étudier la composition du système solaire.
1
1. . L Le es s d di im me en ns si io on ns s d da an ns s l l’ ’U Un ni iv ve er rs s
La Terre
Les quarks
Une molécule
Une galaxie
Un lecteur MP3
Un atome
Une cellule
Un cil
Un gratte-ciel
Un acarien
Le noyau d’un atome
Le système solaire
O
Or rd dr re e d de e g gr ra an nd de eu ur r d d' 'u un n n no om mb br re e
 Pour écrire l'ordre de grandeur d'une dimension, on donne la puissance de 10 supérieure au nombre étudié,
lorsque celui-ci est supérieur ou égal à 5  10n, sinon on donne la même puissance de 10 que celui-ci.
Exemples :
Ordre de grandeur
8,64 × 104
105
9,12 × 10-2
10-1
1,52 × 104
104
 Pour comparer des ordres de grandeurs, les grandeurs à comparées doivent être exprimées dans la même
unité (généralement l’unité légale).

2
2. . L Le e s sy ys st tè èm me e s so ol la ai ir re e
Ouvrir la vidéo « Voyage au cœur du système solaire »
Vous pouvez vous aider de l’animation « Le système solaire »
Q
Q1 1. . Classez les 12 objets, photographiés ci-dessus, du plus petit au plus grand en vous aidant éventuellement
d’internet.
Q
Q2 2. . À partir du tableau ci-dessous, retrouvez la dimension de chaque objet photographié :
 12 750 km
 1021 m
 12 milliards de km
 500 m
 10–18 m
 10 cm
 10–15 m
 0,2 mm
 1 nm
 10–10 m
 3  10–4 m
 10 µm
Q
Q3 3. . Convertissez en mètre (symbole : m) les dimensions du système solaire, de la Terre, de la molécule et de la
cellule, en utilisant l’écriture scientifique.
Q
Q4 4. . Donnez un ordre de grandeur (en m) des dimensions de ces mêmes objets.
Questions
Questions

3
3. . C Co on nc cl lu us si io on n
Pourquoi peut-on dire que l’Univers, tant à l’échelle de l’atome qu’à l’échelle cosmique, à une structure lacunaire ?
C
CO OR RR RE EC CT TI IO ON N
1.
L
Le es s d di im me en ns si io on ns s d da an ns s l l’ ’U Un ni iv ve er rs s
Q
Q1 1. .
Classement du plus petit au plus grand :
Les quarks  le noyau de l’atome  un atome  une molécule  une cellule  un acarien  un cil  un lecteur
MP3  un gratte-ciel  la Terre  le système solaire  une galaxie.
Q
Q2 2. .
Dimensions de chaque objet :
Q
Q3 3. .
Conversions des dimensions :
 12 milliards de km = 12 000 000 000 000 m = 1,2  1013 m
 12 750 km = 1,275  107 m
Q
Q5 5. . Représentez sur un axe gradué en puissance de 10, les 8 planètes du système solaire ainsi que le Soleil (placé
à l’origine de l’axe). Les distances seront prises en unité astronomique, noté ua (1 ua = 150 000 000 km).
Pour représenter des objets très petits ou très grands à l’échelle humaine, il suffit des les représenter avec une
échelle adaptée.
Le rayon d’un noyau de l’atome d’hydrogène est rH = 1,0  10–15 m. Son électron se trouve le plus souvent à une
distance d = 5,3  10–11 m du noyau.
Q
Q6 6. . Si on devait utiliser une balle de ping-pong (rayon : R = 2,0 cm) pour représenter le noyau et une bille pour
représenter l’électron, à quelle distance de la balle faudrait-il placer la bille ?
Q
Q7 7. . Si la balle de ping-pong devait représenter la Terre, à quelle distance faudrait-il placer la bille représentant la
Lune ? A quelle distance de la Terre serait alors le Soleil ?

Planète
Mercure
Vénus
Terre
Mars
Jupiter
Saturne
Uranus
Neptune
Distance moyenne
du Soleil (millions de km)
57,9
108,2
149,6
227,9
778,3
1 427,0
2 877,38
4 497,07
Distance moyenne
du Soleil (ua)
0,39
0,72
1
1,52
5,2
9,5
19,2
30
Q
Q6 6. .
Il faut utiliser la proportionnalité :
Longueur réelle
Longueur à l’échelle
rH = 1,0  10–15 m
R = 2,0 cm
d = 5,3  10–11 m
D = ?
Si une balle de ping-pong représentait le noyau de l’atome d’hydrogène, la bille représentant l’électron devrait se
situer le plus souvent dans une sphère de rayon :
H
dR
Dr
A.N. : D = 1,1 × 105 cm = 1,1 km.
Q
Q7 7. .
Si une balle de ping-pong représentait la Terre, la bille représentant la Lune devrait se situer à une distance (on
note RT le rayon de la Terre et DT-L la distante Terre-Lune) :
Longueur réelle
Longueur à l’échelle
RT = 6,4 × 103 km
R = 2,0 cm
DT-L = 3,8 × 105 km
dT-L = ?
T-L
T-L
T
DR
dR
A.N. : dT-L = 1,2 m.
Pour le Soleil (on note RT le rayon de la Terre et DT-S la distante Terre-Soleil) :
Longueur réelle
Longueur à l’échelle
RT = 6,4 × 103 km
R = 2,0 cm
DT-S = 1,5 × 108 km
dT-S = ?
T-S
T-S
T
DR
dR
A.N. : dT-S = 468,75 m.
3
3. . C Co on nc cl lu us si io on n
De l’atome jusqu’à l’échelle cosmique, le remplissage de l’espace par la matière est lacunaire car l’espace est
essentiellement occupé par du vide.

S
So ou ur rc ce es s d de e l l’ ’a ac ct ti iv vi it té é
Activité n°1 p242 (BORDAS 2nd, Collection E.S.P.A.C.E Lycée)
Activité n°2 p107 (NATHAN 2nd, Collection SIRIUS)
Activité n°2 p239 (BELIN 2nd, Collection Parisi)