Remplissage du système solaire et de la matière TP 1 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. Pluton et ses trois satellites En lot de consolation, l’UAI a créé une nouvelle classe d’objets, connus : Charon, Nix et les planètes naines, trop petites pour avoir « fait le ménage » sur Hydra, vus par le télescope leur orbite. Les premiers membres de ce club sont l’ancienne spatial Hubble. 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 ? 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 Les principaux organes des atomes : le proton constitue le volume de l'atome, possède une charge positive, le neutron est neutre déterminant du même coup sa taille. et le petit électron possède une charge négative. 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 1234- Quels sont les constituants de l’atome ? Qu’est-ce qui définit la taille des atomes ? Quel est le plus simple des atomes ? Rechercher sa composition et ses dimensions. 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 S’approprier l’information Réaiser Valider Critères de Réussite Extraire des informations utiles d’une observation, I1 d’un texte ou d’une représentation conventionnelle (schéma, tableau, graphique,…) ; Appliquer correctement une consigne donnée F7 (calcul, loi à appliquer …) V3 Analyser les résultats de façon critique A B C D Diamètre de l’astre en cm Distance par rapport au Soleil (m) Nom Distance moyenne au soleil (U.A.) Rayon (km) Mercure Vénus Terre Mars Jupiter Saturne Uranus 0,385 0,7245 1 1,52 5,20 9,55 19,2 2 440 6 050 6 380 3 400 71 400 60 000 26 150 Masse par rapport à la Terre 0,06 0,815 1 0,107 318 95,1 14,5 Neptune 30,1 24 300 17,2 Période de révolution 88 j 228 j 365 j 686 j 11 ans et 315 j 29 ans et 167 j 84 ans 164 ans et 280 j Neptun e Soleil Mercur e Vénus Terre Mars 13,9 0,05 0,12 0,13 0,07 1,4 1,2 0,52 0,49 0 5,8 10,9 15 22,5 78 143 288 451,5 Jupiter Saturne Uranus Mercure Venus Terre Mars Jupiter Saturne Uranus Neptune