CHAPITRE OTM4 : L'ORGANISATION DE LA MATIÈRE DANS L'UNIVERS I.

CHAPITRE OTM4 : L'ORGANISATION DE LA
MATIÈRE DANS L'UNIVERS
I.
LE SYSTÈME SOLAIRE.
1)
De quoi est constitué notre système solaire ?
(Ne pas noter les consignes suivantes)
- Par groupes de trois, vous allez décrire, d'après vos propres connaissances, notre système solaire.
- Puis vous établirez une liste de questions auxquelles vous n'avez pas encore de réponses.
2) Observations.
- Le système solaire est constitué, en son centre d’une étoile, le Soleil, et de huit planètes qui se déplacent sur
des trajectoires presque circulaires.
- On distingue deux types de planètes :
-les planètes telluriques.
-les planètes (géantes) gazeuses.
● Définition d’une planète tellurique :
Une planète tellurique est constituée de roches (Mercure, Vénus, Terre, Mars).
● Définition d’une planète (géante) gazeuse :
Une planète (géante) gazeuse est constituée en majorité de gaz (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune).
- La plupart des planètes possèdent des satellites naturels qui tournent autour comme la lune autour de la
Terre.
D’autres petits corps se déplacent autour du Soleil : 2
- les comètes (corps rocheux enveloppés de glace, originaires des confins du système
solaire)
- les astéroïdes (parler de la ceinture d’astéroïdes) (petits corps rocheux dont les
dimensions varient de quelques dizaines de mètres à plusieurs kilomètres)
3) Application. Légendez ce schéma du système solaire :
Terre : Troisième planète, c’est la seule planète du Système solaire à posséder de l’eau liquide. La vapeur d’eau
forme des nuages.
Mars : Mars, voisine de la Terre et légèrement plus petite, est surnommée « la planète rouge ».
Mercure : Cuite et recuite par le Soleil, cette petite planète est celle qui en est la plus proche.
Venus : Elle ressemble à la Terre, mais elle est plus près du Soleil : elle a presque la même taille, et elle a une
atmosphère, composée d’acide sulfurique, de couleur jaune. Sa température de 450 degrés est 20 fois plus
chaude que celle de la Terre !
Jupiter : Juste après Mars, voici Jupiter, la plus grosse des planètes. Elle est formée de gaz. A sa surface
circulent des vents violents. On peut y voir un gigantesque cyclone qu’on appelle « l’œil de Jupiter ».
Saturne : Planète gazeuse située entre Jupiter et Uranus, on la reconnaît aisément grâce à ses anneaux géants.
Neptune : Encore une planète gazeuse ! D’une couleur bleu foncé, c’est la plus éloignée.
Uranus : Cette planète gazeuse présente une couleur bleu pastel.
Petite phrase mnémotechnique :
Ma
Vieille
Tante Martha
Joue
Sur
Un
Nuage.
Mercure
Vénus
Terre Mars
Jupiter
Saturne
Uranus
Neptune
4) Conclusion.
Notre système solaire est composé de différents astres :
- 1 étoile, le Soleil.
- 8 planètes dont 4 planètes telluriques et 4 planètes géantes gazeuses.
- des comètes.
- des astéroïdes.
II. LA COMPOSITION DE NOTRE UNIVERS.
L’Univers est constitué de centaines de milliards de galaxies.
Une galaxie est constituée de centaines de milliards d’étoiles comme le Soleil.
● Notre système solaire se situe dans une galaxie que l’on appelle la Voie lactée.
III. VITESSE DE LA LUMIÈRE.
La lumière se propage à la vitesse v. Elle parcourt une distance d pendant une durée t, telle que :
v=d/t
d=v.t
t=d/v
Unités :
-si d est en mètre et t en seconde (s), alors v est en mètre par seconde (m/s).
-si d est en kilomètre (km) et t en seconde (s), alors v est en kilomètre par seconde (km/s).
IV. L'ANNÉE LUMIÈRE.
Les distances utilisées en Astronomie sont très grandes. Le mètre et le kilomètre sont des unités trop petites
en astronomie. On utilise l’année lumière.
L’année lumière (symbole a.l.) est la distance parcourue par la lumière, dans le vide, en une année.
ATTENTION : L’ANNÉE LUMIÈRE EST UNE DISTANCE ET NON UNE DURÉE.
La vitesse de la lumière est de 300 000 kilomètres par seconde : VL = 300 000 km/s
Calcul de l’année lumière : c'est la distance parcourue par la lumière en une année.
1 année
1 jour
1h
1 min
= 365.25 jours
= 24 h
= 60 min
= 60 s
1 année = 365.25 x 24 x 60 x 60 = 31557600 secondes.
Distance d'une année lumière : 300 000 km/s x 31557600 secondes = 9,467 x 1012 km
(soit 9 467 000 000 000 km)
V. VOIR LOIN… C'EST VOIR DANS LE PASSÉ.
Pour des événements terrestres, la vitesse de la lumière nous parait instantanée. Mais pour des objets très
éloignés, comme les galaxies, la lumière émise voyage pendant des milliards d’années avant de nous parvenir
: les événements que nous observons se sont déroulés dans un lointain passé.
Voir un événement lointain dans le ciel, c’est le voir tel qu’il était dans le passé. Ainsi voir loin dans
l’espace, c’est voir loin dans le passé.
Les physiciens ne cessent d’étudier le ciel, car en étudiant le ciel on étudie également le passé de notre Univers
et nous permet de découvrir son histoire et son évolution.
VI. APPLICATION.
Exercice 1 : Calcul d’une vitesse V.
La lumière parcourt une distance de 780 km en 2,6 millisecondes. (1 ms = 0,001 s).
Calculer la valeur de la vitesse de la lumière dans l’air.
Exercice 2 : Calcul d’une distance d.
La lumière du Soleil met 8 min et 20 secondes pour parcourir la distance Soleil-Terre. Déterminer la
distance Soleil-Terre.
Exercice 3 : Calcul d’une durée t.
La distance entre le Soleil et la planète Saturne est de 1 420 000 000 km. Déterminer le temps que met
la lumière pour parcourir la distance Soleil-Saturne.
CORRECTION DE L'APPLICATION
1) d = 780 km t = 2,6 ms soit 0,0026 s.
V = d/t
donc V = 780 : 0,0026 = 300 000 km/s.
2) t = 8 min 20 s soit t = (8 x 60) + 20 = 500 secondes. d = v x t
donc d = 300 000 x 500 = 150 000 000 km.
3) d = 1 420 000 000 km. V = 300 000 km/s
t = d/v
donc t = 1 420 000 000 : 300 000 = 4733 s
soit 78 min soit 1 h 18 min 53 s.
FIN DU CHAPITRE OTM 4