CQFR physique 1 1) Pour les conversions : T=1015 G=109

CQFR physique 1
1) Pour les conversions :
T=1015 G=109 M=106
f=10–15
k=103
d=10–1
c=10–2
m=10–3
μ=10–6
n=10–9
p=10–12
Exemples de conversions :
56 ns = 56.10–9 s
0,045 g = 0,045.10–3 kg (10–3 k = 1)
2) Ordre de grandeur d’un nombre :
C’est la puissance de 10 la plus proche du nombre étudié.
Exemples :
216,5 = 2,165.102 ≈ 102
589 = 5,89.102 ≈ 103
0,00856 = 8,56.10-3 ≈ 10-2
Exercice 1
3) Résultat d’un calcul : Le résultat ne doit pas être plus précis que la donnée la moins précise.
4) La grandeur recherchée est d’abord exprimée littéralement (expression littérale) puis ensuite on fait
l’application numérique :
Exemple :
U=p.J
U= 890 et J = 0,05300 , on cherche la valeur de p :
( expression littérale)
p= 16792,45 = 1,68.104 (3 chiffres significatifs)
Exercice 2
5) Connaître les distances suivantes :
- Noyau atomique : 10 -15 m (ordre de grandeur)
- Atome : 10-10m (ordre de grandeur)
- Rayon de la Terre : 6400 km
- Distance Terre-Lune : 380 000 km
- Le diamètre du Soleil est environ 100 fois plus grand que celui de la Terre.
Exercice 3
6) Vitesse de propagation de la lumière dans le vide (ou dans l’air) : On note cette vitesse v ou c :
c=300 000 km/s = 3.105 km/s = 3.108 m/s
7) Lumière : vitesse de propagation c , distance parcourue d et durée du trajet t .
B
A
La lumière - se propageant à une vitesse c - parcourt la distance AB pendant une durée t .
c= AB
t
ou
AB=c.t
ou
t = AB
c
8) Connaître la définition d’une année lumière et savoir retrouver sa valeur (en m ou en km):
L’année lumière (a.l.): C’est la distance en m ( ou en km) parcourue par la lumière en une année :
Distance parcourue par la lumière :
En 1s : 300 000 km
En 1h : 300 000x3600 km (1h=3600s)
En 24h : 300 000x3600x24 km
En 365 jours : 300 000x3600x24x365 km
donc 1 a.l. = 300 000x3600x24x365 km
1 a.l. = 9,46.1012 km (ne pas apprendre cette valeur)
1 a.l. = 9,46.1015 m (ne pas apprendre cette valeur)
9) Savoir convertir les a.l en m et réciproquement : Exemples :
Distance entre le Soleil et Proxima du Centaure (étoile la plus proche du soleil) = 4,2 a.l.
Valeur en m :
1 a.l.
↔ 9,46.1015 m
4,2 a.l. ↔ x
x=4,2x9,46.1015
x=3,97.1016 m
Le diamètre de notre galaxie est de 1021m, la valeur en année de lumière est :
1 a.l.
↔ 9,46.1015 m
x a.l.
↔ 1021 m
21
x = 10 15
9,46.10
x=106 000 a.l.
Exercice 4 (feuille polycopiée)
Exercice 4 p 145
10) Connaître les distances suivantes :
- La distance entre le soleil et le Terre est de 7 m.l. (minutes-lumière) (la lumière met 7 minutes
pour parcourir cette distance.)
- « Diamètre » du système solaire : 10 h.l. (10 heures-lumière) (ordre de grandeur).
- Le diamètre de notre galaxie
Noyau de l'atome (neutrons
(galaxie à spirale) est de 100 000 a.l.
(neutre) + protons (+))
(année de lumière ou année-lumière).
- Les galaxies les plus lointaines
observées : 100 milliards d’a.l. (taille
de l’univers)
N
.
Exercice 3 p 144
11) Savoir « dessiner » un atome :
.
P
P
P N N
N
.
Électron (-)
vide
Limite de l'atome : Sphère
fictive dans laquelle se
déplacent les électrons
12) Connaître la représentation symbolique d’un atome : ZAX
Z : numéro atomique = nombre de protons (chargés positivement)
A : nombre de masse = nombre de nucléons (protons + neutrons)
13) Savoir déterminer le nombre de protons, neutrons et électrons à partir de la représentation ZAX :
Exemple : 37Li => protons = Z = 3 ; neutrons = A–Z=7–3=4 ;
électriquement neutre.
électrons = protons = 3 car atome
14) diamètre atome >> >diamètre noyau
Conséquence : La matière est constituée de beaucoup de vide.
15) masse proton = masse neutron >> masse électron
Conséquence : La masse d’un atome est quasiment celle de son noyau.
16) (La grandeur physique exprimant le fait qu’un corps est chargé électriquement s’appelle charge
électrique ou charge ou quantité d’électricité, cette grandeur se note Q ou q et son unité se note C
(coulomb). )
q(neutron)=0C
q(électron)<0
( q(électron) = – 1,6.10–19C )
q(proton)>0 et q(proton) = q(électron)
( q(proton) = + 1,6.10–19C )
17) charge du noyau d’un atome : Q(noyau) = q(proton).Z
18) Signification de la représentation d’un ion :
Exemples :
Anion 816O2– : l’atome 816O a gagné 2 électrons.
Cation 37Li+ : l’atome 37Li a perdu un électron.
19) Déterminer le nombre de protons, neutrons et électrons d’un ion à partir de sa représentation :
Exemple : 37Li+ => protons =Z =3
neutrons = A–Z = 4 électrons = 3–1 = 2
Exercice n°12 p146
20) Charge d’un ion : Q(Li+) = q(proton)
Q(O2–) = 2.q(électron)
Exercice n°17 p 147 (S’aider des données haut de la page 146)
21)Isotopes : Espèces qui ne diffèrent que par leur nombre de neutrons donc même Z , même nombre
d’électrons mais A différent.
Exemple: 2 atomes de chlore isotopes : 1735Cl et 1736Cl
Autre exemple : 2 ions chlorure isotopes : 1735Cl– et 1736Cl–
Remarque : 1735Cl et 1736Cl– ne sont pas des isotopes (pas le même nombre d’électrons), (il n’y a aucun
lien entre les 2 espèces).
22)Le numéro atomique Z caractérise l’élément chimique. Si Z change alors l’élément change (le nom de
l’élément change).
Exercice n°14 p 147
23)
L’interaction gravitationnelle : Soient 2 corps ponctuels A et B de masses mA et mB.
Ces 2 corps s’attirent selon les forces :
FA/B = FB/A=
G.mA.mB
AB²
FA/B (ou FB/A) s’appelle force gravitationnelle
B
mB
FA/B
F en N
M en kg
G est donnée (constante de gravitation universelle)
AB en m
FB/A
A
mA
Remarque : Ne pas apprendre par cœur : (Cette formule est valable si les corps ne sont pas ponctuels
mais homogènes (masse volumique constante) ou à symétrie sphérique (masse volumique constante à une
distance r du centre du solide) ou si leur dimension est négligeable devant la distance qui les sépare.)
Mais en pratique, les cas étudiés permettent toujours d’utiliser la formule.)
24)2 corps portant des charges de même signe se repoussent.
2 corps portant des charges de signes contraires s’attirent.
25)L’interaction électrique (loi de Coulomb): Soient 2 corps ponctuels A et B de charge qA et qB. Ces 2
corps interagissent selon les forces .
B
FA/B
k.│qA│.│qB│
FA/B = FB/A =
FA/B (ou FB/A) s’appelle force
AB²
électrique (ou force de Coulomb)
q est en C
AB en m
K est une constante donnée
qB<0
FB/A
A
qA>0
Exercice n°29 p 149
Exercice n°32 p 150
Exercice n°34 p 150
26) Interaction gravitationnelle : Elle assure la cohésion des planètes et des étoiles (matière à grande
échelle).
27) Interaction électromagnétique :
Une particule chargée immobile peut subir une force électrique (ou électrostatique) , si cette particule
est en plus en mouvement alors elle peut subir une force électromagnétique (force électrique + force
magnétique).
La cohésion des atomes, des molécules, des ions et de la matière à notre échelle (livre, table, liquide,
…) est assurée par l’interaction électromagnétique entre particules chargées.
Remarque : Dans un atome, la force gravitationnelle proton-électron est négligeable devant la force
électromagnétique proton-électron.
28) Interaction forte : Son rayon d’action se limite au noyau de l’atome, la cohésion des noyaux est
assurée par l’interaction forte entre nucléons. L’attraction entre nucléons est plus forte que la
répulsion entre protons.
Exercices n°22 , 23 p 148 (pas relevés , corrigés à la fin du livre mais c’est important de les
faire !...)
29) Interaction faible :
Certains noyaux ne sont pas stables, ils se transforment. Cette interaction est responsable de certaines
transformations du noyau. Son rayon d’action est très faible (10-18m ).