Remplissage du système solaire et de la matière

Remplissage du système solaire et de la
matière
Le but est de comparer le remplissage de la matière à l’échelle astronomique et à l’échelle
atomique.
Activité 1 : Pluton une ex-planète
Selon la dernière définition de l’Union Astronomique
Internationale (août 2006), une planète est un corps céleste qui
est en orbite autour du Soleil, qui possède une masse suffisante
pour que sa gravité l’emporte sur les forces de cohésion de corps
solide pour lui donner une forme presque sphérique, et qui a
éliminé tout corps se déplaçant sur une orbite proche. Cette
définition implique que le système solaire possède actuellement
huit planètes.
Cette nouvelle définition a nécessité dix jours de discussion entre
400 scientifiques de l’UAI. En effet, certains rechignaient à faire
perdre à Pluton son statut de planète.
En lot de consolation, l’UAI a créé une nouvelle classe d’objets,
les planètes naines, trop petites pour avoir « fait le ménage » sur
leur orbite. Les premiers membres de ce club sont l’ancienne
planète Pluton et les anciens astéroïdes Cérès et Éris. D’après la revue élémentaire (IN2P3)
1- Quelles sont les huit planètes de notre système solaire. Quelles sont celles qui sont
gazeuses et celles qui sont telluriques.
2- Quels sont les trois critères qui définissent une planète ?
3- Quel est le nouveau statut de Pluton.
4- Rechercher sur internet, les caractéristiques des huit planètes. Puis compléter le tableau
suivant
Nom
Distance
moyenne au
soleil (U.A.) Rayon (km)
Masse par
rapport à la
Terre
Période de
révolution
5- Comparer la composition des planètes gazeuses avec celle du Soleil. Conclure.
Activité 2 : Construction d’une maquette du système solaire.
On souhaite réaliser une maquette du système solaire. Pour cela on utilise comme échelle : 1 mm
pour 10 000 km.
1- Quel est le diamètre réel du Soleil ? Quelle serait son diamètre en utilisant l’échelle
donnée ?
Pluton et ses trois satellites
connus : Charon, Nix et
Hydra, vus par le télescope
spatial Hubble.
1
TP

2- Compléter le tableau suivant en utilisant l’échelle donnée et vos valeurs du précédent
tableau.
Soleil
Diamètre de
l’astre en cm
Distance par
rapport au
Soleil (m) 0
3- Peut-on dessiner le système solaire sur une feuille de papier avec une échelle appropriée ?
Si oui, indique alors l’échelle choisie.
 Dessiner l’un des astres à l’échelle calculée.
 Placer dans la cour les différents astres fabriqués aux échelles appropriées.
4- Conclure sur le remplissage de l’Univers.
Activité 3 : L'anatomie des atomes
Les divers organes des atomes
Les physiciens qui ont étudié l'anatomie
des atomes, ont découvert qu'ils étaient
constitués essentiellement d'électrons,
petites particules extrêmement légères
porteuses chacune d'une charge
électrique négative. Extrêmement agités,
les électrons parcourent, dans une ronde
vertigineuse, des orbites très diverses
autour d'un noyau central extrêmement
petit qui constitue le cœur de l'atome. Le
volume grossièrement sphérique défini par
les orbites extérieures des électrons
constitue le volume de l'atome,
déterminant du même coup sa taille.
Le cœur de l'atome est constitué de deux
sortes de particules, les neutrons et les protons, qui sont agglutinés en son centre, maintenus
ensemble par des forces très puissantes, formant un noyau dont le rayon est environ
100.000 fois plus petit que celui de l'atome lui-même !
D’après le monde étrange des atomes de Jacques Deferne
1- Quels sont les constituants de l’atome ?
2- Qu’est-ce qui définit la taille des atomes ?
3- Quel est le plus simple des atomes ? Rechercher sa composition et ses dimensions.
4- En considérant que le cercle précédent représentant le Soleil, correspond à un proton, à
quelle distance se trouve l’électron ?
5- Conclure sur le remplissage de la matière.
Capacités
travaillées Critères de Réussite A B C D
S’approprier
l’information
I1 Extraire des informations utiles d’une observation, d’un texte ou d’une représentation conventionnelle
(schéma, tableau, graphique,…) ;
Réaiser F7
Appliquer correctement une consigne donnée
(calcul, loi à appliquer …)
Valider
V3 Analyser les résultats de façon critique
Les principaux organes de
s
atomes : le proton
possède une charge positive, le
neutron est neutre
et le petit électron possède une charge négative.

Nom Distance moyenne au
soleil (U.A.)
Rayon
(km)
Masse
par
rapport à
la Terre
Période de
révolution
Mercure 0,385 2 440 0,06 88 j
Vénus 0,7245 6 050 0,815 228 j
Terre 1 6 380 1 365 j
Mars 1,52 3 400 0,107 686 j
Jupiter 5,20 71 400 318 11 ans et 315 j
Saturne 9,55 60 000 95,1 29 ans et 167 j
Uranus 19,2 26 150 14,5 84 ans
Neptune 30,1 24 300 17,2 164 ans et 280
j
Soleil Mercur
e Vénus Terre Mars Jupiter
Saturne Uranus
Neptun
e
Diamètre de
l’astre en cm 13,9 0,05 0,12 0,13 0,07 1,4 1,2 0,52 0,49
Distance par
rapport au Soleil
(m) 0 5,8 10,9 15 22,5 78 143 288 451,5
Mercure
Venus
Terre
Mars
Jupiter
Saturne
Uranus
Ne
ptune