De l`infiniment grand à l`infiniment petit Comparaison
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De l’infiniment grand à l’infiniment petit Comparaison En utilisant les documents et les outils qui suivent, répondre aux deux questions suivantes : (Un compte rendu de la démarche, des calculs et des conversions est attendu) 1. Dans chacun des cas de la liste ci-dessous, comparez deux à deux les grandeurs suivantes en en calculant le rapport de la plus grande sur la plus petite. Chaque résultat sera donné avec une précision de 3 chiffres significatifs en notation scientifique, puis exprimé par une phrase en utilisant les mots dix, cent, mille, million, milliard (ex : la circonférence de la Terre est cent mille fois plus grande que la longueur d’une piste athlétique). - La distance Terre-Soleil à la taille de la galaxie La distance Terre-Soleil à la distance Soleil-Proxima Centauri La distance Terre-Lune à la distance Terre-Soleil La distance Terre-Soleil à la distance Soleil-Neptune La taille de la Freedom Tower à la distance Terre-Lune La taille d’un gros moustique à la taille moyenne d’un homme français La taille d’une petite bactérie à celle d’un gros moustique La taille d’une grosse cellule à celle d’un gros moustique La taille d’un gros virus à celle d’un gros moustique La taille d’un atome d’uranium à celle d’une grosse cellule La taille d’un atome d’hydrogène à la taille de son noyau 2. Classer sur l’axe ci-dessous les ordres de grandeurs exprimés en mètre des différents objets cités dans le texte. 10-14 10-12 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 100 102 104 8 10 12 14 16 18 1020 1022 106 10 10 10 10 10 10 Documents 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 (25 000 pc) 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. Gallaxie du sombrero http://hubblesite.org/gallery/album/ http://hubblesite.org/gallery/album/ http://www.sergebrunier.com/gallerie/vl/ Dusty Spiral Galaxy NGC 4414 http://hubblesite.org/gallery/album/ Neptune est la huitième et dernière planète du système solaire par distance croissante au Soleil. Neptune orbite autour du Soleil à une distance d'environ 30 UA avec une excentricité orbitale moitié moindre que celle de la Terre en bouclant une révolution complète en 164,79 ans. C'est la troisième planète du Système solaire par masse décroissante — elle est 17 fois plus massive que la Terre et 19 fois moins massive que Jupiter — et la quatrième par taille décroissante ; Neptune est en effet à la fois un peu plus massive et un peu plus petite qu'Uranus. 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 moyenne séparant la Terre de la Lune est de 384 400 km (soit un peu plus d'une seconde-lumière), c'est-à-dire environ trente fois le diamètre terrestre. La Lune s'éloigne de 3,8 centimètres par an de la Terre. La circonférence de la Terre au niveau de l’équateur est de 4,0×104km La piste d'athlétisme est une surface plane et ovale, de longueur officielle de 400 m Le One World Trade Center, aussi nommée Freedom Tower ou tour de la Liberté, est la tour centrale du nouveau complexe du World Trade Center. La tour est l'œuvre des architectes Skidmore, Owings and Merrill de Chicago. Elle culminera à 1 776 pieds, rappelant l'année d'indépendance des États-Unis, soit 541 mètres et sera située au coin nord-ouest du site. Les travaux, qui ont débuté en avril 2006, devraient s'achever en 2013. La tour sera composée de 108 étages. La stature, ou taille humaine, est la hauteur d'un être humain. En France, en 2009, selon l'INSEE, la taille moyenne des hommes était de 1,75 m et de 1,63 m pour les femmes; contre respectivement 1,66 m et 1,54 m en 1900. L’homme de Vitruve selon Leonard De Vinci Les moustiques sont des diptères primitifs de petite taille (3-10 mm), appartenant à la famille des Culicidés qui regroupe les Culicinés et les Anophélinés. La cellule (du latin cellula petite chambre) est l'unité structurale, fonctionnelle et reproductrice constituant tout ou partie d'un être vivant (à l'exception des virus). Il existe deux types fondamentaux de cellules selon qu'elles possèdent ou non un noyau : - les procaryotes dont l'ADN est libre dans le cytoplasme (les bactéries, par exemple). Leur taille varie de 1 à 10 micromètres (μm) Escherichia coli - les eucaryotes qui ont une organisation complexe, de nombreux organites et dont le noyau est entouré d'une membrane nucléaire. Leur taille varie de 10 à 100 μm Cellule chlorophyllienne Cellule chorophyllienne Un virus se caractérise par son incapacité à se multiplier seul par division. Il a besoin pour cela d'utiliser une cellule hôte : un virus est un parasite intracellulaire obligatoire. Il est composé d'une ou plusieurs molécules d'acide nucléique (soit d'ADN, soit d'ARN, simple ou double brin) entourées d'une coque de protéines, appelée la capside, et, parfois, d'une enveloppe. Il ne possède en général aucune enzyme pouvant produire de l'énergie. Les virus sont, le plus souvent, de très petite taille (comparée à celle d'une bactérie, par exemple), en règle générale inférieure à 250 nanomètres. Virus H1N1 Le diamètre estimé d'un atome « libre » (hors liaison covalente ou cristalline) est compris entre 62 picomètres (pm) pour l'hélium et 596 pm pour le césium, tandis que celui d'un noyau atomique est compris entre 2,4 femtomètres (fm) pour l'hydrogène H et 14,8 fm environ pour l’uranium U. Photo : organisation d’atomes d’un métal (microscope à effet tunnel) Le noyau atomique désigne la région située au centre d'un atome constituée de protons et de neutrons (les nucléons). L’ordre de grandeur du diamètre d’un nucléon est de 1fm. Outils 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 3,085 677×1016 m, soit environ 206 265 unités astronomiques ou 3,2616 années-lumière. L’unité astronomique (UA ou ua) est une unité utilisée pour mesurer les distances, surtout entre les objets du système solaire. Elle est égale à la distance entre la Terre et le Soleil. Tableau de conversion Nom Teramètre Gigamètre Megamètre kilomètre millimètre micromètre nanomètre picomètre Valeur en mètres 1012 mètres 109 mètres 106 mètres 103 mètres 10-3 mètres 10-6 mètres 10-9 mètres 10-12 mètres Symbole Tm Gm Mm km mm µm nm pm Puissance de dix, notation scientifique et chiffres significatifs 1253 s’écrit en notation scientifique avec une précision de 3 chiffres significatifs de façon suivante : 1,25×103 Avec une précision de 2 chiffres significatifs, l’écriture serait : 1,3×103 12,5×102 est aussi une écriture possible du même nombre avec une précision de 3 chiffres significatifs ; il ne s’agit cependant pas d’une écriture scientifique. 0,001253 s’écrit en notation scientifique avec une précision de 3 chiffres significatifs de façon suivante : 1,25×10-3 Ordre de grandeur d’un nombre : Il s’agit de la puissance de 10 la plus proche de ce nombre. Activité de l’infiniment grand à l’infiniment petit Auto-évaluation NOM : Classe : Oui, tout seul Comprendre Être capable de comprendre les objectifs fixés Savoir extraire des informations d’un texte Analyser Elaborer, choisir et utiliser un modèle adapté Communiquer Rendre compte de façon écrite Transmettre de l’information de manière synthétique et structurée J’ai compris les questions posées et ce à quoi il fallait arriver J’ai su trouvé les informations à utiliser dans les documents et les outils proposés J’ai pensé à convertir les différentes grandeurs dans la même unité J’ai su convertir une année lumière en utilisant la définition de vitesse que je connaissais J’ai su convertir un parsec en utilisant un tableau de proportionnalité (ou une règle de trois) J’ai su convertir les multiples et sous multiples du mètre J’ai su utiliser la notation scientifique pour exprimer le résultat J’ai su construire un tableau de proportionnalité pour rendre compte du calcul J’ai organisé le compte rendu Oui, avec de l’aide Non, même avec de l’aide
