Écologie sociale, première année

Écologie sociale, première année
Cours de Physique, questions d’examen
Premier quadrimestre
Physique, définition et champ d’action
1. Définissez la physique et expliquez son champ d’action.
2. Expliquez en détail la méthode scientifique.
Système International des unités
1. Citez les 7 grandeurs de base et les 7 unités de base du système international
(nom de la grandeur, nom de l’unité, symbole).
2. Définissez en détail le mètre, le kilogramme et la seconde.
3. Détaillez les préfixes permettant d’exprimer les multiples et sous-multiples
décimaux des unités (jusqu’à l’ordre 15).
4. Définissez la notion d’ordre de grandeur en physique. Donnez les ordres de
grandeur du rayon de la Terre, du rayon du Système solaire, de la taille de
l’Univers, du rayon atomique, du rayon du noyau atomique.
5. Expliquez les principes de l’analyse dimensionnelle en physique. Qu’appelle-ton équation aux dimensions ? Donnez un exemple.
La Terre dans l’Univers
1. Donnez trois arguments classiques mettant en évidence la rotondité de la
Terre.
2. Expliquez (à l’aide d’un schéma et de mots, mais sans formules) le principe de
la détermination de la circonférence de la Terre par Eratosthène.
3. Énoncez et expliquez (en vous aidant de graphiques) les trois lois de Kepler.
4. Expliquez (à l’aide d’un schéma et de mots, mais sans formules) le principe de
la détermination de la masse de la Terre par Cavendish.
5. Décrivez le voisinage immédiat de la Terre, ainsi que la hiérarchie des
distances dans l’Univers (ordre de grandeurs).
6. Définissez et décrivez une galaxie (à l’aide de schémas et de mots).
7. Définissez et donnez l’ordre de grandeur de l’année lumière, de l’heure
lumière.
Système solaire
1. Définissez les notions de planète, d’étoile, de satellite naturel ; distinguez les
planètes telluriques et les planètes gazeuses.
2. Décrivez la théorie actuelle de la formation du Système solaire.
3. Citez et ordonnez selon la distance les planètes du Système solaire.
4. Citez, en dehors de la Terre, trois corps du système solaire présentant des
volcans, trois corps présentant une atmosphère, trois corps sur lesquels se
sont posées des sondes spatiales, trois corps caractérisés par la présence
d’eau, trois corps présentant un ou plusieurs satellites naturels.
5. Donnez (en l’expliquant en détail), pour chaque planète du système solaire,
une caractéristique orbitale et une caractéristique physique la distinguant
nettement des autres planètes.
6. Définissez et comparez le nuage de Oort, la ceinture d’astéroïde et la ceinture
de Kuiper.
Deuxième quadrimestre
Structure interne de la Terre
1. Définissez les notions d’hypocentre, d’épicentre, de sismomètre, de
sismogramme, de distance angulaire épicentrale.
2. Définissez les notions d’ondes de volume et de surface. Définissez et
caractérisez (à l’aide de schémas et de mots) les quatre types d’ondes
sismiques.
3. Expliquez les différences entre échelle d’intensité et échelle de magnitude
pour la mesure d’un séisme. Détaillez un exemple de chaque échelle.
Expliquez le caractère logarithmique de l’échelle de magnitude et le lien avec
l’énergie dégagée.
4. Expliquez qualitativement les lois de la propagation des ondes sismiques de
volume.
5. Expliquez en détail le principe utilisé pour la localisation d’un séisme.
6. Détaillez la structure interne du globe déduite de l’étude des séismes. Donnez
pour chaque discontinuité un argument montrant clairement son existence et
permettant de la localiser.
7. Détaillez la structure du globe selon ses caractéristiques mécaniques.
8. Expliquez le principe de différenciation chimique ; de quoi est fait
principalement le noyau terrestre ?
Géomagnétisme
1. Définissez les notions d’aimants, de pôles d’un aimant, la notion de champ
magnétique, de lignes de champs magnétiques. Expliquez l’action d’un champ
magnétique sur une aiguille aimantée.
2. Donnez des exemples de sources de champs magnétiques et représentez
qualitativement leur spectre magnétique.
3. Décrivez en détail le champ magnétique de la Terre dans l’approximation
dipolaire. Où se trouvent les pôles magnétiques et quelle est leur nature
magnétique réelle (justifier) ? Donnez un ordre de grandeur du déplacement
annuel des pôles magnétiques.
4. Décrivez (à l’aide de schémas et de mots) les caractéristiques du champ
magnétique terrestre (inclinaison, déclinaison, intensité).
5. Décrivez la variabilité spatiale et temporelle du champ magnétique terrestre.
6. Expliquez en détail l’origine du champ magnétique terrestre.
7. Décrivez la magnétosphère terrestre et les ceintures de radiation.
8. Décrivez (à l’aide de schémas et de mots) les trois principaux types de
comportement magnétique de la matière.
9. Décrivez en détail le mécanisme d’aimantation thermorémanente à l’origine
de l’aimantation observée des roches volcaniques.
10. Expliquez comment l’analyse du paléomagnétisme a permis de déduire
l’existence d’inversions magnétiques multiples dans le passé de la Terre.
11. Expliquez comment l’analyse des anomalies magnétiques du plancher
océanique a prouvé la théorie de la tectonique des plaques.
Dérive des continents et tectonique des plaques
1. Expliquez les idées générales à la base de la théorie de la dérive des
continents de Wegener et les principaux « faits » étayant cette théorie.
Quelles en sont les faiblesses principales ?
2. Quelles découvertes postérieures à la théorie de Wegener ont permis de
relancer et de reformuler ses idées ?
3. Définissez et donnez les principales idées de la théorie de la tectonique des
plaques actuelles (notion de plaques, zones d’accrétion et de subduction).
4. Citez et expliquez le rôle des trois types de frontières qui peuvent limiter les
plaques tectoniques.
5. Caractérisez les frontières divergentes (dorsale océanique, vitesse
d’expansion, formation de croûte océanique), expliquez les étapes de la
naissance d’un océan.
6. Caractérisez les frontières convergentes (zones de subduction avec arc
insulaire, marges actives avec arc continental, phénomènes d’obduction),
expliquez les étapes de la disparition d’un océan et de la naissance d’une
chaine de montagnes.
7. Caractérisez les frontières transformantes et expliquez leur fonction au regard
de la cinématique des plaques.
8. Détaillez le moteur du mouvement des plaques lithosphériques.
9. Montrez par des exemples le pouvoir unificateur de la théorie de la
tectonique des plaques.
10. Donnez quelques grandes étapes de l’histoire tectonique de la Terre.