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Devoir surveillé nº1
La qualité de la rédaction et de la présentation sera prise en compte. Les réponses doivent être rédigées et justifiées
et le résultat d’une application numérique doit être encadré ou souligné.
Tous les résultats numériques doivent être exprimés avec un nombre correct de chiffres significatifs.
Exercice 1 : Exploration de l’univers
1. Recopier et compléter les phrases suivantes.
a. Le Soleil est une des nombreuses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . de notre . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
b. L’ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . de la distance Terre-Soleil est de 108km.
c. La matière est constituée à partir d’ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ceux-ci sont souvent regroupés en petits
ensembles électriquement neutres appelés . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
d. Au niveau de l’atome aussi bien qu’à l’échelle cosmique, le . . . . . . . . . . . . . . . . . . . occupe la plus
grande partie de l’espace. On dit que la matière a une structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Répondre par vrai ou par faux en justifiant la réponse.
Le 11 novembre 1572, l’astronome danois Tycho Brahé observa l’explosion d’une étoile de type super-
novae. Distante de la Terre de 75 000 al, la « Nova de Tycho » fut aussi brillante dans le ciel que Vénus,
et ce pendant plusieurs années.
a. L’étoile se situait dans le système solaire.
b. L’explosion de l’étoile a réellement eu lieu en 1572.
c. L’explosion de l’étoile a réellement eu lieu environ 73 500 ans av. J.-C.
d. Vénus est une étoile.
Exercice 2 : Mesure de la distance Terre-Lune
Entre 1969 et 1973, les astronautes des missions américaines Apollo et les sondes soviétiques Lunokhod ont
déposé sur la Lune plusieurs réflecteurs. Un réflecteur est un dispositif composé d’un matériau réfléchissant
et constitué d’un réseau de coins de cube qui ont la propriété de renvoyer les rayons lumineux dans la
direction de leur provenance. Ces réflecteurs permettent aux astronomes de mesurer la distance Terre-
Lune très précisément. Pour ce faire, un observatoire terrestre émet un faisceau laser dirigé vers un des
réflecteurs lunaires et mesure une durée.
Figure 1 – Réflecteur lunaire déposé par la mission Apollo (à gauche) et émission d’un faisceau laser par
un observatoire terrestre (à droite)
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Expliquer comment la présence des réflecteurs et l’émission d’un faisceau laser permettent de déterminer
la distance Terre-Lune, notée dT L. L’expression littérale permettant de calculer cette distance à partir de la
durée mesurée ∆test attendue.
Exercice 3 : Voyage intersidéral
Sirius, l’étoile la plus brillante du ciel, se trouve à 8,13 ×1013 km de la Terre dans la constellation du Grand
Chien. Juste à coté de cette étoile se trouve une exoplanète nommée Abydos. Le capitaine Samantha Carter,
de l’équipe SG1, a pour mission de se rendre sur cette planète.
Figure 2 – Collision de deux galaxies dans la constellation du Grand Chien
1. Qu’est-ce qu’une exoplanète ?
2. Déterminer, en jours, un ordre de grandeur de la durée ∆tnécessaire pour rejoindre cette planète à
l’aide d’une fusée dont la vitesse est de 80 km ·s−1, soit 6,9 ×106km ·jour−1.
La durée nécessaire pour rejoindre Abydos depuis la Terre étant trop longue à bord des vaisseaux actuels, le
capitaine se doit d’en construire un plus rapide. Aidée de son ami Daniel Jackson, elle parvient à concevoir
un vaisseau dont la vitesse est égale à la moitié de la vitesse de la lumière dans le vide et entreprend le
voyage. Après un périple d’un peu plus de 17 ans, Samantha atteint son but.
3. Rappeler la définition d’une année-lumière (al) puis calculer sa valeur en kilomètres.
4. Calculer en année-lumière la distance qui sépare la Terre de Abydos.
Est-ce cohérent avec la durée du voyage du capitaine Samantha Carter pour rejoindre Abydos ?
Samantha Carter s’intègre parfaitement au peuple abydosien. Elle trouve même l’amour sur cette planète
et fonde rapidement une famille. Pour autant, elle n’oublie pas ses anciens compagnons d’aventure restés
sur Terre ; elle souhaite leur annoncer sa décision de rester sur Abydos (l’Amour est plus fort que tout !).
Elle envoie alors vers la planète Terre, et plus précisément vers Atlantis, un message radio.
5. Au bout de combien de temps peut-elle espérer une réponse de ses anciens camarades ? Justifier la
réponse.
Remarque : les ondes radio se déplacent à la vitesse de la lumière.
Données
Célérité de la lumière dans le vide : c= 2,9979 ×105km ·s−1
Une année sidérale (intervalle de temps pour que la Terre effectue une révolution complète de son orbite)
dure en moyenne 365,256 jours.
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