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EXERCICES PHYSIQUE-CHIMIE DE 2DE
(HACHETTE)
Pour commencer
Exercices 1 :
L’univers, du très petit au très grand :
1. Du plus petit au plus grand :
Classer, par ordre croissant de taille, les objets suivant : Atome ; galaxie ; lune ; noyau
d’atome ; soleil ; système solaire ; terre : univers.
2. Du noyau à la galaxie :
1. Que trouve-t-on entre le noyau d’un atome et ses électrons ?
2. Que trouve-t-on essentiellement entre les étoiles d’une galaxie ?
3. A côté de nous :
1. Quelle est l’étoile la plus proche de la terre ?
2. Que trouve-t-on essentiellement entre les planètes du système solaire ?
La lumière pour mesurer des distances
4. lumière et distance :
La distance moyenne entre le soleil et la terre est d’environ 150 x 109 m.
1. Rappeler la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide et dans l’air.
2. Quelle est la durée du trajet de la lumière solaire pour arriver sur terre ?
5. de la lune à la terre :
La lumière diffusée par la lune met 1,28 seconde pour arriver sur terre.
1. Rappeler la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide et dans l’air.
2. Quelle est la distance entre la terre et la lune exprimée en mètre, puis en kilomètre ?
6. Calculer sans calculatrice :
Choisir la bonne réponse parmi celles proposées :
1. La lune est située à 3,9 x 108 m de la terre. Le temps mis par la lumière pour aller de la lune
à la terre est :
a. 0,13 s ; b. 1,3 s ; c. 13 s.
2. Le soleil est situé à 150 x 109 m de la terre. Le temps mis par la lumière mis par la lumière
pour aller du soleil à la terre est :;

a. 5 s ; b. 50 s ; c. 500 s.
Donnée : c = 3,00 x 108 m.s-1.
7. Vitesse de la lumière :
En 1849, Hppolyte Fizeau (1819-1896) réalisa à Paris la première mesure de la vitesse de la
lumière dans l’air. A l’aide d’un dispositif de son invention, il musera la durée du trajet aller-
retour de la lumière entre Montmartre et le Mont Valérien à Suresnes, distants de 8633 m. il
trouva 5,51 x 10-5 s.
1. Quelle est la distance parcourue par la lumière lors de l’aller-retour entre Montmartre et le
Mont Valérien ?
2. Quelle est la valeur de la vitesse de la lumière obtenue par FIZEAU ?
8. Année de lumière :
1. Rappeler la définition d’une année de lumière.
2. L’étoile Sirius est l’étoile la plus brillante du ciel nocturne. Elle est située à environ 8,6 a.l.
de la terre.
Donnée : 1 a.l. = 9,46 x 1015 m.
Unité et ordres de grandeur
9. Unités adaptées :
Reproduire et compléter le tableau suivant.
Dimensions
(en m)
Ordre de grandeur (en
m)
Valeur avec une unité
adaptée
Circonférence de la
terre
4,0075 x 107
Distance Marseille-
Lille
969 km
Longueur d’une piste
d’athlétisme
400 m
Epaisseur d’une pièce
de 1€
2,33 x 10-3
Taille d’une cellule
3,678 x 10-6
10. Des longueurs microscopiques :
1. En utilisant l’écriture scientifique, exprimer en mètre les longueurs suivantes :
a. Longueur d’un globule rouge : 12µm ;
b. Longueur d’une molécule d’ADN : 2nm ;
c. Diamètre d’une goutte d’eau : 0,20 mm ;

d. Diamètre d’un virus : 90nm ;
e. Rayon de l’atome d’hydrogène : 53 pm ;
2. Indiquer l’ordre de grandeur de chacune de ces longueurs.
Pour s’entraîner
11. Un atome au stade de France (schéma à dessiner) :
1. Qu’y a-t-il entre le noyau et les électrons d’un atome ?
2. Le diamètre du noyau d’un atome de carbone est de 5,4 x 10-15 m. Le diamètre de cet atome
est environ 24 mille fois plus gros que celui de son noyau.
a. Quel est le diamètre de cet atome ?
b. Si l’atome avait la taille du stade de France, quel serait l’objet qui modéliserait au mieux le
noyau placé au centre :
- un grain de semoule de 1 mm de diamètre ?
- un grain de raisin de 1 cm de diamètre ?
- un pamplemousse de 10 cm de diamètre ?
Donnée : le diamètre du stade de France est de 270m.
12. L’atome d’hélium :
L’hélium est un des éléments chimiques les plus répondus dans l’univers. Un atome d’hélium
est constitué d’un noyau et de deux électrons. On considère qu’un atome d’hélium est une
sphère de rayon Ra 140 pm et que son noyau est une sphère de rayon Rn = 1,9 x 10-6 nm.
1. Calculer l’ordre de grandeur du rapport 
.
2. On souhaite utiliser une balle de 2 cm de rayon pour modéliser le noyau d’un atome
d’hélium dans une maquette. Quel serait alors le rayon de la sphère représentant l’atome ?
13. Regarder loin, c’est regarder tôt :
La nébuleuse de la lyre est située à une distance d = 1,89 x 1016 km de la terre.
1. Exprimer la distance D en année de lumière.
2. En quelle année la lumière de la nébuleuse de la lyre, observée par un astronome en 2010,
a-t-elle été émise ?
3. Expliquer par une phrase le titre de l’exercice.
Donnée : 1 a.l. = 9,46 x 1015 m.
14. A chacun son rythme :
Cet exercice est proposé à deux niveaux de difficulté.
Dans un premiers temps, essayer de résoudre l’exercice de niveau 2. En cas de difficultés, passer au
niveau 1.

Lors des missions lunaires, des miroirs ont été placés sur la lune (photo). Depuis l’observatoire de
Calern, près de Nice, un puissant faisceau laser est dirigé vers la lune. Ce faisceau se réfléchit sur les
miroirs et revient à l’observatoire.
Une mesure de la durée de l’aller-retour du faisceau entre la terre et la lune a donné t = 2,56442 s.
Donnée : c = 2,99792458 x 108 m.s-1.
Niveau 2 :
Déterminer la distance D séparant la terre de la lune lors de la mesure.
Niveau 1 :
1. Rappeler la relation entre la distance D parcourue, la durée du parcours t et la valeur de la
vitesse c.
2. Déterminer la longueur D du trajet parcouru par la lumière lors de cette mesure.
3. En remarquant que la lumière effectue un aller-retour entre la terre et la lune, déterminer la
distance d, séparant la terre et la lune lors de la mesure.
15 How far can we see :
Time, not space, limits our view of the universe. Beyond a certain distance, light had no sufficient
time to reach us since the begnning of the universe. The image is the oldest and youngest picture of
the universe ever taken.
Oldest, because it took the light nearly 14 billion years to comme to us. Youngest, because it is a
picture of our baby universe, long before the first stars and galaxies formed. The bright patterns
show simple matter that will form stars and galaxies. The light has so little energy that it is detectable
only with special instruments.
1. Qu’est ce qui limite notre connaissance de la taille de l’univers ?
2. Quelle est la taille actuelle de l’univers visible ?
3. Pourquoi cette image représente-t-elle l’univers le plus jeune connu ?
16. Rédiger correctement une solution :
La solution de l’exercice suivant a été rédigée par un élève puis annotée par un professeur. Lire
l’énoncé, les réponses de l’élève et les corrections suggérées, puis rédiger une solution détaillée.
Enoncé de l’exercice :
L’étoile Proxima du centaure est située à environ 4,2 a.l. de la terre.
1. Quelle est la durée nécessaire à la lumière pour nous parvenir de cette étoile ?
2. Quelle est la distance entre cette étoile et la terre ?
Données : 1a.l. = 9,46 x 1015 m ; c = 3,00x 108 m.s-1.
Copie corrigé de l’élève :
1. 4,2 ans.
Il faut répondre avec une phrase.

2. l’expression permettant de calculer la distance entre Proxima et la terre est : d = c. T.
Donc d = 3,00 x 108 x 4,2 = 1,3 x 109 m.
La distance entre la terre et Proxima du centaure est donc 1,3 x 109 m.
L’expression littérale est exacte, attention aux unités.
Il y a une autre solution utilisant l’année de lumière.
17. Explosion d’étoile :
En l’an 1054, plusieurs astronomes ont observé une zone très brillante dans le ciel. On sait
aujourd’hui qu’il s’agissait de l’explosion d’une étoile. Les restes de cette explosion forment
aujourd’hui la nébuleuse du crabe que l’on peut observer au télescope et qui est située à environ
6300 a.l. de la terre.
1. A quelle époque l’explosion de l’étoile responsable de cette supernova s’est-elle produite ?
2. Si cette explosion se produisait aujourd’hui, quand serait-elle visible sur terre ?
18. Chiffres significatifs :
La pelouse du stade de France mesure 0,120 km de longueur et 75 x 102 cm de largeur.
1. Avec combien de chiffres significatifs sont indiquées les valeurs numériques ci-dessus ?
2. Convertir ces longueurs en mètre en respectant le nombre de chiffres significatifs.
3. Ces longueurs sont-elles indiquées au mètre près ou au centimètre près ?
4. Quelle est l’aire de la pelouse ?
19. Des dimensions astronomiques :
La galaxie à laquelle appartient le système solaire est la voie lactée (image à dessiner). La galaxie la
plus proche de la voie lactée est Andromède. Ces deux galaxies sont séparées d’environ 2,6 millions
d’années de lumière.
Donnée : 1a.l = 6,46 x 1012 km.
1. La nébuleuse d’Orion se trouve à 1,70 x 1016 km de la terre.
a. A quelle distance, en années de lumière, la nébuleuse d’Orion se trouve-t-elle de la terre.
b. Fait-elle partie de la voie lactée ?
c. A quelle époque se trouvait-on sur terre quand a été émise la lumière qui nous parvient
aujourd’hui de cette nébuleuse ?
2. Utiliser les puissances de dix pour répondre aux questions suivantes.
a. Donner, en km, l’ordre de grandeur de la taille T de la voie lactée.
b. Donner, en km, l’ordre de grandeur de la distance D séparant Andromède de la voie lactée.
c. Qu’y a-t-il essentiellement entre ces deux galaxies ?