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TRANSCRIPT
TP Dimensions dans l’univers UNIVERS
TP1-Phy / Exploration de l’Univers : du microscopique au macroscopique
Objectifs : Donner des dimensions à plusieurs objets de l’Univers, du très petit au très grand
Utiliser la notation scientifique, les ordres de grandeur et les puissances de 10
1. Un petit tour dans l'Univers....
Aujourd'hui, l'homme est capable d'explorer l'espace et d'observer des objets extrêmement petits.
Doc. 1 : représentation de quelques objets de l'Univers
a/ 970 km b/ 5 cm c/ 0,000 000 1 mm d/ 0,02 mm
e/ 1021 m f/ 0,000 0024 mm g/ 1023 m h/ 1 392 000 km
Doc. 2 : A chaque objet son nom
Une étoile
Un morceau de molécule d'ADN
Un amas de galaxie
Des cellules vivantes
Un pays
Une fleur
Des atomes observés au microscope électronique
Une galaxie
1. Pour chacun des objets du document 1, attribuer la légende du document 2 correspondante.
2. Exprimer la taille des objets du document 1 en mètres en utilisant la notation scientifique (voir Aide n°1 si besoin).
3. Classer les objets du document 1 par ordre croissant de taille.
4. Donner leur ordre de grandeur (voir Aide n°2 si besoin)
5. Pour quelle raison est-il nécessaire d'utiliser les puissances de 10 dans l'évaluation de l'Univers ?
2. Les dimensions de l'Univers
Dans l'Univers, les distances sont tellement grandes qu'il n'est pas commode d'utiliser le mètre comme unité de longueur.
Démarrer le logiciel "Celestia" sous Harp/physique.
Dans l'onglet "aide", cliquer sur "lancer la démo" puis la regarder jusqu'au bout.
6. Comment s'appelle notre galaxie ?
Dans l'onglet "navigation", cliquer sur l'onglet "navigateur de système solaire".
Aller sur la Terre en utilisant la commande "aller à" et centrer l'observation sur la Lune en utilisant la commande "centrer".
7. Noter la distance séparant la Terre de la Lune dans la ligne "distance donnée par Celestia" du tableau réponse ci-
dessous. Faire de même pour les astres suivants : le Soleil, Mimas (satellite de Saturne) et Proxima, l'étoile la plus
proche de notre système solaire (utiliser pour celle-ci l'onglet "navigateur céleste")
Aller sur le site http://fr.vikidia.org/ et taper "unités de longueurs " dans le moteur de recherche interne au site.
8. Noter la définition des unités "ua" et "al"
9. Grâce à ces définitions compléter la seconde ligne du tableau en utilisant l'aide n°1 si besoin
10. Compléter la dernière ligne du tableau en utilisant l'aide n°2 si besoin
Curiosity est un robot-laboratoire de la NASA posé sur Mars depuis août 2012. Il envoie sur Terre des informations par ondes
radio. Celles-ci se déplacent à la même vitesse que la lumière dans le vide spatial.
11. Si un message est envoyé depuis la planète Mars à l'instant présent, combien de temps mettra-t-il pour arriver sur la
Terre ? (utiliser l'aide n°3 si besoin)
12. En l’aide du texte ci-dessous, expliquer la phrase "voir loin, c'est voir dans le passé".
Astre Lune Soleil Mimas Proxima
Distance donnée par le logiciel Celestia
(avec l'unité)
Distance convertie en km donnée en
écriture scientifique avec 2 chiffres
après la virgule
Ordre de grandeur
3. Un point commun entre l'infiniment grand et l'infiniment petit
13. Quelle est la taille d'un atome ?
Quelle est celle de son noyau ?
Qu'y-a-t-il entre le noyau et les électrons ?
14. Qu'y-a-t-il entre le Soleil et les 8 planètes ? Et entre les différentes étoiles de notre Galaxie ?
15. Quel est alors le point commun entre l'infiniment grand et l'infiniment petit ?
Documents d'aide
Aide n°1 : exemples d'écriture scientifique pour quelques
nombres
Nombre Ecriture scientifique
5640 5,64x103
3000400 3,0004x106
0,0102 1,02x10-2
0,000078 7,8x10-5
Aide n°3 : vitesse de la lumière dans le vide
La lumière se déplace en ligne droite dans le vide à la vitesse
notée c de 300 000 kilomètres en 1 seconde :
c = 300 000 km/s = 300 000 km.s-1
On note également cette vitesse sous une autre forme :
c = 3x105 km.s-1 = 3x108 m.s-1
La vitesse c est reliée à la distance parcourue d et au temps t
mis pour la parcourir par la relation
Aide n°2 : ordre de grandeur
Règles :
si le nombre de l'écriture scientifique est compris entre 0 et 5, l'ordre de grandeur est la puissance de 10 de
l'écriture scientifique
si le nombre de l'écriture scientifique est compris entre 5 et 10, l'ordre de grandeur est la puissance de 10
supérieure à celle de l'écriture scientifique (attention avec les puissances négatives...)
Exemples :
Nombre Ecriture scientifique Ordre de grandeur
5640 5,64x103 104
3000400 3,0004x106 106
0,0102 1,02x10-2 10-2
0,000078 7,8x10-5 10-4