AD n°2 sur l`Univers - sciences à lasalle avignon

Activité n°2 documentaire : Dimensions de l’Univers
Compétences travaillées
Mobiliser et organiser ses connaissances Savoir que le remplissage de l’espace par la matière est essentiellement lacunaire à l’échelle cosmique.
Réaliser Effectuer des calculs littéraux ou numériques. Utiliser les puissances de 10 dans l’évaluation des ordres de grandeur. Analyser Exploiter des résultats, des mesures Valider Discuter un résultat en fonction de son ordre de grandeur. Communiquer Ecrire un résultat de manière adaptée (unités, chiffres significatifs, incertitudes, etc.) Travailler en équipe et en autonomie, partager des tâches, s’engager dans un dialogue constructif, accepter la contradiction tout en défendant son point de vue, faire preuve de diplomatie, négocier et rechercher un consensus, demander une aide pertinente.
Document 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 Document 2 : Notation scientifique
La notation scientifique est une représentation d’un nombre décimal. Elle consiste à exprimer le nombre sous la n
forme ± a x 10 , où a est un nombre décimal de l'intervalle [1 ; 10[ et n est un entier relatif. Document 3 : Définition de l’ordre de grandeur d’une longueur
On appelle ordre de grandeur d’une longueur (généralement exprimé en mètres), la puissance de dix qui s’en approche le
plus.
Document 4 : Multiples et sous multiples du mètre
1. Ecrire chacune des dimensions du document 1 sous forme de notation scientifique en mètre.
2. Déterminer l’ordre de grandeur de chacune des dimensions précédentes.
3. Indiquer le nombre d’ordres de grandeur sur lequel s’étend notre univers ?
Document 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 ?
Document 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...
4. Suivant l’échelle du document 5, déterminer le diamètre qu’aurait la Terre, et la distance à
laquelle elle se trouverait par rapport au Soleil. Par quoi pourrait-elle être représentée ?
(utiliser les ordres de grandeurs...)
5. Déterminer à quelle distance de la Terre se trouverait Proxima de Centaure qui est l’étoile la
plus proche du Soleil.
6. Déterminer à quelle distance de la Terre se trouverait la galaxie du nuage de Magellan.
Conclusion :
Que peut-on dire du remplissage de l’espace par la matière à l’échelle cosmologique ?
Pour les plus rapides et les plus débrouillards:
On refait la même chose que précédemment en réduisant notre galaxie qui a un
diamètre d’environ 1021 m à une bulle de 1 m de diamètre.
ü Où se trouverait le Soleil et quelle taille ferait-il ?
ü 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