P1 : L'univers C1 : La structure de l'Univers Activité documentaire n°2 DIMENSIONS DE L'UNIVERS Capacité(s) contextualisée(s) mise(s) en jeu durant l'activité : ✔ Utiliser les puissances de 10 dans l'évaluation des ordres de grandeur. ✔ Savoir que le remplissage de l'espace par la matière est essentiellement lacunaire à l'échelle cosmique. But • Appréhender les différentes longueurs dans l'univers. Documents (s'approprier) Doc.1 : Dimensions de quelques objets de notre univers ✔ taille d'un atome d'hydrogène : 0,1 nm ✔ distance Terre-Lune : 380 Mm ✔ taille d'une cellule : 10 μm ✔ diamètre du Soleil : 1,4 Gm ✔ taille d'un grain de sable : 0,5 mm ✔ distance Terre-Soleil :150 Gm ✔ taille d'une fourmi : 5 mm ✔ distance de Proxima du Centaure : 40 Pm ✔ diamètre d'un pamplemousse : 10 cm ✔ distance de Kepler 22 : 5,7 Em ✔ taille : taille d'un homme : 1,80 m ✔ distance du centre de la Voie lactée : 285 Em ✔ hauteur de la tour Eiffel : 324 m ✔ distance du nuage de Magellan : 1,5 Zm ✔ hauteur du mont Everest : 8848 m ✔ distance de l'amas de la Vierge : 342 Zm ✔ taille de la France : 1000 km ✔ distance de horizon cosmologique : 475 Ym ✔ diamètre de la Terre : 12800 km Doc.2 : Notation scientifique La notation scientifique est une représentation d’un nombre décimal. Elle consiste à exprimer le nombre sous la forme ± a x 10n, où a est un nombre décimal de l'intervalle [1 ; 10[ et n est un entier relatif. Doc.3 : Définition de l'ordre de grandeur d'une longueur A IR O V SA On appelle ordre de grandeur d'une longueur (généralement exprimée en mètres), la puissance de dix qui s'en approche le plus. A sciences physiques et chimiques – Seconde http://cedric.despax.free.fr/physique.chimie/ IR O V SA P1 : L'univers C1 : La structure de l'Univers Activité documentaire n°2 Doc.4 : Multiples et sous multiples du mètre AS Quelques questions : R I O AV (analyser, réaliser) 1. Ecrire chacune des dimensions du Doc.1 sous forme de notation scientifique en mètre. 2. Déterminer l'ordre de grandeur de chacune des dimensions précédentes. 3. Sur combien d'ordres de grandeur s'étend notre univers ? sciences physiques et chimiques – Seconde http://cedric.despax.free.fr/physique.chimie/ P1 : L'univers C1 : La structure de l'Univers Activité documentaire n°2 Documents (suite) (s'approprier) Doc.5 : L'infiniment grand ramené à notre échelle Pour se rendre un peu plus compte des dimensions de notre univers à l'échelle cosmologique, on souhaite les ramener à notre échelle de façon proportionnelle. On peut ainsi représenter le Soleil par un pamplemousse de 10 cm de diamètre. Que deviennent les autres corps dans cette représentation Doc.6 : Répartition de la matière dans l'univers Toute la matière de l'univers se concentre essentiellement dans les planètes et les étoiles, entre elles, il n'y a que du vide... A Quelques questions : IR O V SA (analyser, réaliser) 1. Déterminer le diamètre qu'aurait la Terre et la distance à laquelle elle se trouverait dans la représentation du Doc.5. Par quoi pourrait-elle être représentée alors ? Pour plus de facilité et de rapidité, utiliser les ordres de grandeurs... 2. Déterminer à quelle distance se trouverait Proxima du Centaure qui est l'étoile la plus proche du Soleil. 3. Déterminer à quelle distance se trouverait la galaxie du nuage de Magellan. Conclusion : (valider) Que peut-on dire du remplissage de l'espace par la matière à l'échelle cosmologique ? sciences physiques et chimiques – Seconde http://cedric.despax.free.fr/physique.chimie/ P1 : L'univers C1 : La structure de l'Univers Activité documentaire n°2 Pour les plus rapides et les plus débrouillards... On refait la même chose que précédemment en réduisant notre galaxie qui à un diamètre d'environ 1021 m à une bulle de 1 m de diamètre. • Où se trouverait le Soleil et quelle taille ferait-il ? • Où se trouverait Proxima du Centaure, le nuage de Magellan, l'amas de la vierge et l'horizon cosmologique ? Pour les plus curieux... L'échelle de l'Univers (très complète...) http://htwins.net/scale2/lang.html sciences physiques et chimiques – Seconde http://cedric.despax.free.fr/physique.chimie/