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THEME 1 – CHAPITRE 7 : Le système solaire et l’Univers Activité : seul(e) en groupe Activité 1 : De quoi est constitué notre système solaire ? (doc) C1 : Effectuer des recherches bibliographiques Nom : Date : A NA Consigne : En vous aidant de vos connaissances et de recherches diverses, répondre aux questions suivantes : 1/ Définir les termes suivants : a) astre b) satellite c) étoile d) planète e) une galaxie f) Quelle différence existe-t-il entre une planète et une étoile ? 2/ Nommer les huit planètes du système solaire. 3/ Quelles sont les planètes telluriques ? 4/ Quelles sont les planètes gazeuses ? 5/ Comment nomme-t-on la force responsable de la révolution des planètes autour du Soleil, de la structure de l’Univers ? Est-elle attractive ou répulsive ? 6/ Qui a découvert cette force et en quelle année ? Synthèse N°17 : Notre système solaire est composé d’une étoile au centre : le Soleil autour de laquelle gravitent 8 planètes, sur des trajectoires quasiment circulaires. La Terre tourne autour du Soleil en 365 jours environ et fait un tour sur elle-même en 24 heures, ce qui explique l’alternance des journées et des nuits. La Lune, satellite naturel de la Terre, fait un tour complet en 28 jours. I. De l’infiniment petit à l’infiniment grand… La matière que nous observons est toujours constituée d’atomes. Chaque atome est constitué d’un noyau autour duquel on trouve une majorité de vide et des électrons qui gravitent autour de ce noyau. Les atomes peuvent s’assembler pour former des molécules, qui en s’assemblant forment des cellules… Les planètes sont en orbite autour d’une étoile, qui en se regroupant forment des galaxies, qui forment à leur tour des amas de galaxies et remplissent l’Univers. Entre les planètes et les étoiles, il y a une grande majorité de vide, de la même manière qu’il y a du vide entre les électrons et le noyau de l’atome. On dit alors que l’Univers a une structure lacunaire. L’Homme se situe finalement au centre de l’échelle entre l’infiniment petit et l’infiniment grand : II. Longueurs dans l’Univers L’unité des longueurs dans le système international (SI) est le mètre (m). Pour mesurer des distances considérables à l’échelle astronomique, on utilise d’autres unités dont l’unité astronomique (u.a) : 1 u.a = 150 x 109 m Pour simplifier les calculs, on se sert également des puissances de 10, de l’écriture scientifique et des ordres de grandeur : Ecriture scientifique : de la forme « a x 10 n » avec « a » un nombre décimal tel que 1 ≤ a < 10 et « n » entier positif ou négatif. Exemple : 3 400 km = 3,400 x 10 3 km ; 0,0032 cm = 3,2 x 10 – 3 cm L’ordre de grandeur d’un nombre est la puissance de 10 la plus proche de ce nombre : Méthode : Ecrire le nombre en notation scientifique, sous la forme « a x 10 n » - si a < 5 l’ordre de grandeur du nombre s’écrit « 10 n » Exemple : 3,4 x 10 3 km 10 3 km n+1 - si a ≥ 5 l’ordre de grandeur du nombre s’écrit « 10 » Exemple : 6,4 x 10 3 km 10 4 km Exprimer des valeurs avec leur ordre de grandeur permet de les comparer facilement, sans soucis de précision. ATTENTION !!! Pour comparer des valeurs, elles doivent être dans la même unité. III. Exercices d’application (en lien avec l’AP) Voir exercice d’application + correction sur le blog : https://lessciencesachevreul.wordpress.com/2017/01/08/3eme-theme-1-exercices-chapitre-7/ THEME 1 – CHAPITRE 7 : Le système solaire et l’Univers Activité : seul(e) en groupe Activité 2 : Voyage aux confins de l’Univers Nom : (Vidéo + Recherche Internet) Date : D2 : Utiliser la langue française pour rendre compte des observations G2 : Se situer dans l’environnement A A NA NA Consigne : A l’aide des vidéos visionnées en classe et de recherches à partir du lien suivant, répondre aux questions. lien vidéo partie 1 : http://www.dailymotion.com/video/xd9nrm_voyage-aux-confins-de-l-univers-1-5_tech lien vidéo partie 2 : http://www.dailymotion.com/video/xd9pey_voyage-aux-confins-de-l-univers-2-5_tech lien vidéo partie 3 : http://www.dailymotion.com/video/xd9pxm_voyage-aux-confins-de-l-univers-3-5_tech autre lien : http://villemin.gerard.free.fr/Science/Soleil.htm Avec ce document diffusé par France 5, vous allez faire un long voyage. En partant de la Terre, vous découvrirez d’abord le système solaire. Toujours plus loin, vous sortirez de notre système stellaire pour explorer les étoiles les plus proches et de fil en aiguille, vous finirez par découvrir les merveilles de notre galaxie, la « voie lactée ». Enfin, vous serez amenés à prolonger votre périple dans l’espace intergalactique et ainsi, vous pourrez remonter le temps jusqu’au premiers instants de notre univers, le big-bang… Voyage aux confins de l’univers France 5 ; partie 1 : Vidéo La Lune : Lorsque les astronautes des missions Apollo communiquaient avec la Terre, combien de temps environ mettaient leur message pour arriver ? …………………...…. D’après le documentaire, à combien de kilomètres la Lune est-elle éloignée de la Terre ? …………………...………………………………………………………………………………………………. Par le calcul, retrouver le temps mis par les ondes électromagnétiques permettant la communication entre les astronautes d’Apollo et la Terre, sachant que ces ondes se La Lune propagent à la vitesse de la lumière : …………………...……………………………………………………………………………………………….…….. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. Le temps annoncé dans le documentaire est-il en cohérence avec vos résultats ? ……………………………………………..…......... Comment le système Terre-Lune existant aujourd’hui s’est-il formé ? ……………………....................................................... ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Vénus : Où se situe Vénus par rapport à la Terre ? ……………………………………………………….…. ……………………………………………………………………………………………………………………………….. Quels points communs ont ces deux planètes ? …………………...………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………….. Vénus Quelles différences notables existe-t-il entre Vénus et la Terre ? …………………...…… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…. Mercure : Que peut-on dire au sujet de la taille de Mercure ? ……………………………………………... ……………………………………………………………………………………………………………………………….. Que peut-on dire de la température sur Mercure ? …………………...……………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………….. Mercure Pourquoi la gravité de Mercure est-elle si importante alors que sa taille est réduite ? ………………………...…… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…. Le Soleil : Combien de temps met la lumière du Soleil pour nous parvenir ? …………………...… En déduire par le calcul, la distance séparant la Terre du Soleil : ………………………... ……………………………………………………………………………………………………………………………….. Le Soleil Quelle est la Taille du Soleil par rapport à celle de la Terre ? …………………...…………………………………………………. Que peut-on dire de la température du Soleil ? …………………………………………… D’où provient cette chaleur ? ……………………................................................................................................................. ………………………………………………………………………………………………………………………….………………..…………………………… Une comète : De quoi est composée une comète ? ……………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Recherchez quelle est la forme des trajectoires des comètes autour du Soleil ? ………………………………………………………………………………………...…………… Comète D’où provient leur « chevelure » et la gardent-elles tout au long de leur trajet ? Expliquez. ……………………… ………………………………………………………………………………………………………………………….………………..…………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………….………………..…………………………… Voyage aux confins de l’univers France 5 ; partie 2 : Vidéo Mars : Où se situe Mars par rapport à la Terre ? ……………………………………………………….…. ……………………………………………………………………………………………………………………………….. Recherchez pourquoi elle porte ce nom ? ………………………..…...………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………….. Mars Que peut-on dire de l’atmosphère de Mars ? …………………. ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Que peut-on dire de la température de Mars ? …………….. Mont Olympus ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Pourquoi peut-on dire qu’il y a déjà eu beaucoup d’eau liquide sur Mars ? …………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… La ceinture d’astéroïdes : De quelles tailles sont les astéroïdes ? ………………………………………………………………. A quelle vitesse tournent-ils autour du Soleil ? ………………………..…...…………………… Expliquez en quoi ils sont liés aux étoiles filantes que l’on observe sur Terre … Astéroïdes …………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Quelle est la cause de l’existence de cette ceinture d’astéroïdes ? ………………………..…...……………………….…………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Jupiter : Que peut-on dire au sujet de la taille de Jupiter ? ……………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Jupiter De quoi est composée Jupiter ? ………………………………………………………………………………………….………………………………………… …………………………………….……………...…………………………………………………………………………………………………………………………………… A quoi correspond la grosse tâche rouge appelée aussi « l’œil de Jupiter » ? ………………………….……………...…… Quelle est sa taille, depuis combien de temps existe-t-elle et à quoi est-elle due ? ………………………….………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…. Combien de satellites comporte Jupiter ? ……. Rechercher si Jupiter a des anneaux…………… ……………………………………………………………………… ……………………………………..…. ………………………………… A combien de km de la Terre se situe Jupiter ? Donner cette distance en unités astronomiques. A quoi cette valeur correspond-elle ? …………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Saturne : Quelle est environ l’épaisseur des anneaux de Saturne ? …………………… De quoi sont-ils composés ? ………….……………………………….……………...……… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Saturne Est-ce que la vie sur Titan est envisageable ? Pourquoi ? ……………………………….……………………….……………...…… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…. Voyage aux confins de l’univers France 5 ; partie 3 : Vidéo A partir de combien de kilomètre de la Terre, ne voit-on plus notre planète à l’œil nu dans le ciel ? ……… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…. Uranus : Quelle est la particularité de cette planète ? ……………………………………………………………........................… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Quand ses anneaux ont-ils été découverts ? ………………………………………... A combien de km est-elle de notre Terre ? ………………………………………... Uranus Neptune : A quoi correspond cette tâche sombre sur la planète ? ……………………….. ……………………………………………………………………………………………………………… Quelle est la particularité de son satellite Triton ? ……………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Neptune Synthèse N°18 : Les débuts de l’Univers sont estimés à 13 milliards d’années. Au début, l’Univers était chaud (des milliers de degrés Celsius), aujourd’hui il s’est refroidi (– 200 °C). Au fil des siècles, l’Univers a évolué, de part sa structure et sa composition. La matière constituant les étoiles et la Terre est la même en grande partie, avec les atomes : H, He, O, C, Fe et Si, respectivement suivant les pourcentages : 74%, 24%, 1%, 0,5%, 0,1%, moins de 0,1%. Activité documentaire : La naissance des éléments de l’Univers Questions : 1/ Quel est l’évènement à l’origine de la vie sur Terre ? Quand a-t-il eu lieu ? 2/ Quels sont les constituants des noyaux des atomes ? Décrire la composition des noyaux d’hydrogène (H) et d’hélium (He). 3/ D’où viennent la plupart des éléments chimiques que l’on trouve sur Terre et dans l’Univers ? En nommer quelquesuns en essayant de leur associer un symbole. 4/ Expliquer l’expression « alchimie stellaire » et définir une « naine blanche ». 5/ Le grand physicien Hubert Reeves a utilisé l’expression de « poussières d’étoiles » pour nous définir. Justifier sa pertinence. 6/ Donner d’autres exemples d’éléments chimiques (avec leur symbole) ainsi qu’un objet correspondant de la vie quotidienne. THEME 4 – CHAPITRE 1 : La Terre dans le système solaire Activité : seul(e) en groupe AP Echelles dans l’Univers (en lien avec l’Act 1) A3 : Mesurer des grandeurs physiques G2 : Identifier les différentes échelles de structuration de l’Univers Nom : Date : A A NA NA Représentation à l’échelle Comment représenter des objets très petits ou très grands à l’échelle humaine, pour les visualiser plus facilement ? 1/ Le rayon de l’atome d’hydrogène est rn = 1,0 x 10 - 15 m. Son électron se trouve le plus souvent à la distance ra = 5,3 x 10 - 11 m du noyau. Le rayon d’une balle de ping-pong est R = 2,0 cm. Calculer à quelle distance de la balle il faudrait placer une bille représentant l’électron pour répondre à la question suivante : « si une balle de ping-pong représentait le noyau de l’atome d’hydrogène, l’atome entier, représenté à la même échelle, tiendrait-il dans un gymnase de 40 m de large ? » 2/ On peut aussi ramener à notre échelle des objets de grande taille. Si la balle de ping-pong devait représenter la Terre, à quelle distance faudrait-il placer une bille représentant la Lune ? THEME 1 – CHAPITRE 7 : Le système solaire et l’Univers Activité : seul(e) en groupe Activité 3 : L’univers des constellations Nom : (Réalisation d’une affiche) Date : E2 : Produire des documents scientifiques grâce à des outils numériques G2 : Se situer dans l’environnement A A NA NA Consigne : Réaliser une affiche originale et colorée, de format A3, présentant une constellation du système solaire. Sur votre affiche devra figurer : Le nom de la constellation avec une photo ou un dessin Le type de constellation (zodiacale, australe, boréale) Son étendue, sa position géographique dans le ciel, son emplacement Le nombre d’étoiles qui la constituent et les étoiles principales de cette constellation La date de découverte de la constellation et le scientifique concerné La signification de la constellation dans la mythologie, son histoire. Entourer dans la liste ci-dessous la constellation que vous aller présenter : La Grande Ourse – La Vierge – Le Sagittaire – L’Hydre – Eridan – La Petite Ourse – Hercule – La Lyre – Cassiopée – Andromède – Pégase – La Baleine
