Une maquette du système solaire

Une maquette du système solaire
Le système solaire est constitué de 8 planètes gravitant à des distances différentes autour du Soleil.
Voici quelques données à propos du système solaire :
Planète
Diamètre
équatorial
(km)
Diamètre
Dans la maquette
(cm)
Distance
planète-Soleil
(millions de km)
Distance dans la
maquette
(m)
Mercure
4,9×103
57
Vénus
1,2×104
108
Terre
1,3×104
150
Mars
6,8×103
227
Jupiter
1,4×105
7,0
778
Saturne
1,2x105
1427
Uranus
5,1x104
2875
Neptune
4,9x104
4497
SOLEIL
S'agissant du Soleil, son diamètre équatorial est de 109 fois celui de la Terre.
Travail à réaliser :
Votre mission est de construire une maquette du système solaire dans laquelle le Soleil, les planètes et les
distances entre ces astres seraient à la même échelle.
1. Détermination l’échelle de la maquette :
le tableau indique que dans la maquette Jupiter a environ la taille d’une balle de tennis (soit 7,0cm de
diamètre).
Expliquer le calcul qui permet de compléter la phrase donnant l’échelle : « 1,0cm sur la maquette
correspond à ….. » (précision attendue : 2 chiffres significatifs)
2. Calcul des diamètres des différentes planètes et des distances (compléter colonnes du tableau) ;
attention aux unités du tableau (conversions). (1 exemple détaillé sur la copie taille et distance pour la
terre) (précision attendue : 2 chiffres significatifs)
3. Calculer la taille du soleil dans la maquette. (explication du calcul attendu ; précision attendue : 2 chiffres
significatifs )
4. Mettre les images des planètes à la bonne taille : Vous disposez d’un fichier téléchargeable sur le site
www.physique-pontonniers.fr à la page Seconde/Univers dans lequel sont données des images des
planètes du système solaire. Pour mettre les images des planètes à la bonne taille dans le fichier en
suivant le protocole suivant :
 Faire 1 clic droit sur l’image de la planète
 Apparaît un menu dans lequel il faut choisir l’option « image »
 Apparaît une fenêtre dans laquelle on clique l’onglet « type »

 Après avoir vérifié que l’option « Conserver le ratio», inscrire la taille voulue dans l’une des
cases hauteur ou largeur, puis OK.
5. Position des planètes dans la maquette :
Vous disposez d’une carte de Strasbourg. Une règle graduée en mètres indique les distances réelles dans
Strasbourg ; l’origine de cette règle coïncide avec le centre de la Place de la république où on place le
Soleil.
Indiquer sur la carte où on devrait positionner les planètes ?
La Voie lactée appelée aussi « notre galaxie », ou parfois
simplement « la Galaxie », avec une majuscule) est le nom de la
galaxie dans laquelle se situe le Système solaire (dont la Terre,
notamment). Il est difficile de connaître sa forme exacte, mais l’on
sait qu’elle est assez semblable à celle de la Galaxie d’Andromède. Il
s’agit donc d’une galaxie spirale. Sa forme générale est un disque de
80 000 années lumières de diamètre comportant un bulbe central.
Elle contient environ 140 milliards d’étoiles, dont le Soleil, pour une
masse totale évaluée de l’ordre de plusieurs centaines de milliards
de masses solaires. La dénomination « voie lactée » désignait
d’abord uniquement la partie observable à l’œil nu de notre galaxie
qui crée la bande blanchâtre tracée dans le ciel nocturne par le
disque galactique.
Le centre galactique est le centre de rotation de la Voie lactée. Il est
situé à une distance d'environ 8 kiloparsecs (kpc) du Soleil dans la
région lumineuse la plus étendue de la Voie lactée, en direction de
la constellation du Sagittaire. L’étoile la plus proche du Soleil,
Proxima Centauri, se trouve à 4,22 al.
http://www.sergebrunier.com/gallerie/vl/
La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec
un diamètre de 3 474 km. La distance séparant la Terre de la Lune est d’environ 380 000 km (soit un peu plus
d'une seconde-lumière), c'est-à-dire environ trente fois le diamètre terrestre.
6. A quelle distance faudrait-il placer Proxima du Centaure dans la maquette ? Le centre de la Galaxie ?
Détaillez les calculs.

Quelques outils :
Puissance de 10 :
Quelles sont les puissances de 10 correspondant aux ordres de grandeur suivants :
Un millier
103
Un millième
10-3
Cent
102
Un million
106
Un millionième
10-6
Un centième
10-2
Un milliard
109
Un milliardième
10-9
Un dixième
10-1
Multiples et sous-multiples:
Tm
Gm
Mm
km
hm
dam
m
m
dm
cm
mm
μm
nm
pm
fm
Conversion
Nombre de colonnes
séparant les 2 unités
sens
Calcul en puissance de
10
1 Gm
en
m
9
droite
x 10+9
1 km
en
m
3
droite
x 10+3
1 mm
en
m
3
gauche
x 10-3
1 μm
en
m
6
gauche
x 10-3
Utilisation de la calculette :
Ecrire le nombre 1,67.10-27 à la calculette :
Calculer
Calculer
Une année-lumière est la distance parcourue par un photon (ou plus simplement la lumière) dans le vide, en
dehors de tout champ gravitationnel ou magnétique, en une année julienne (365,25 jours). La vitesse de la
lumière dans le vide est (par définition du mètre) de 2,998×108 m/s.
Le parsec (symbole pc) est une unité de longueur utilisée en astronomie. Un parsec vaut 3,3 années-lumière
934
9
3
4
4
/
3
9
x
4
/
(
3
9
)
x
1
10
1022
10
1022
10
1022
.
6
7
EE
-
1020
1020
1020
1020
1020
2
102
102
102
102
102
7
100
10-
4
100
10-
4
100
10-
4
Exp
10x
2nd
1
10
1022
10
1022
10
1022
.
6
7
-
1020
1020
1020
1020
2
102
102
102
102
102
7
100
10-
4
100
10-
4
100
1
10
1022
10
1022
10
.
6
7
-
1020
1020
1020
1020
2
102
102
102
102
7
100
10-
4
100
10-
4

Lycée
Gallia
Palais
Universitaire
Observatoire
Place de la
République
Esplanade