a) des écritures scientifiques adaptées

 

-les puissances de 10 : les multiples du mètre

10puissance 15= 1pétamètre (Pm)

10puissance 12= 1téramètre (Tm)

10puissance 9= 1gigamètre (Gm)

10puissance 6= 1mégamètre (Mm)

10puissance 3= 1kilomètre (km)

10puissance 2= 1 hectomètre (hm)

10puissance 1= 1décamètre (dam)

10puissance 0= 1mètre (m)

10puissance -1= 1décimètre (dm)

10puissance -2= 1centimètre (cm)

10puissance -3= 1milimètre (mm)

10puissance -6= 1micromètre (um)

10puissance -9= 1nanomètre (nm)

10puissance -12= 1picomètre (pm)

 

-l'écriture scientifique

définition :

-écriture scientifique = nombre compris entre 1 et 10 suivi d'une puissance de 10.

0,2 = 2x10puissance -1

5135 = 5,135x10puissance 3

0,951 = 9,51x10puissance -1

0,0317 = 3,17x10puissance -2

8301 = 8,301x10puissance -3

6001 = 6,001x10puissance 3

1,2 = 1,2x10puissance 0

 

-l'ordre de grandeur

définition :

-ordre de grandeur = puissance de 10 la plus proche de l'écriture scientifique. Si le nombre est inférieur ou égal à 5, on conserve la puissance de 10. Si le nombre est supérieur à 5, on augmente de 1 unité la puissance de 10.

 

exemples :

-2,7x10puissance 3 => 10puissance 3

-8,7x10puissance -2 => 10puissance -1

 

AE n°1 : Comment décrire l'Univers ?

 

b) de l'infiniment grand à l'infiniment petit

 

Comment classer les objets de l'Univers ?

 

Du plus petit au plus grand :

nom, écriture scientifique (en mètre), ordre de grandeur

-noyau : 2,5x10puissance -15 => 10puissance -15

-atome : 1,6x10puissance -10 => 10puissance -10

-cellule : 8,5x10puissance -6 => 10puissance -5

-coccinelle : 5x10puissance -3 => 10puissance -3

-homme : 1,75x10puissance 0=> 10puissance 0

-stade de foot : 2,4x10puissance 2=> 10puissance 2

-France : 9,8x10puissance 5 => 10puissance 6

-Terre : 6,278x10puissance 6 => 10puissance 7

-système solaire : 9x10puissance 12 => 10puissance 13

-galaxie : 1x10puissance 21 => 10puissance 21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c) le remplissage de l'espace

 

Comment se fait le remplissage de l'espace ?

 

L'ordre de grandeur du diamètre du noyau d'un atome est de 10puissance -15 mètres tandis que celui d'un atome est de 10puissance -10 mètres. Donc, un atome est 10puissance 5 soit 100 000 fois plus grand que son noyau. Entre le noyau et les électrons d'un atome, il y a du vide.

L'ordre de grandeur du Soleil est de 10puissance 8 mètres tandis que celui du système solaire est de 10puissance 13 mètres. Donc, le système solaire est 10puissance 5 soit 100 000 fois plus grand que le Soleil. Entre le Soleil et ses planètes, il y a en majorité du vide.

Donc, l'espace est essentiellement composé de vide. C'est une structure lacunaire.

 

II/ La lumière dans l'espace

 

a) propagation de la lumières

 

La lumière se propage dans tous les milieux de façon rectiligne (= en ligne droite). Elle se déplace toujours à la même vitesse, qui est d'environ 3x10puissance 8 m/s.

 

b) l'année lumières

 

définition :

-année lumière = distance parcourue par la lumière en un an à la vitesse de 3x10puissance 8 m/s.

 

Calculons cette distance en mètres !

1 an = 365 jours x 24 heures x 60 minutes x 60 secondes = 31 557 600 secondes.

v = d/t > d=vxt

d = 3x10puissance 8 x 31 557 600

d = 9,46728 x 10puissance 15 m

Une année lumière équivaut à 9,46728 x 10puissance 15 mètres.

 

exemples :

-la voie lactée est d'environ 100 000 années lumières

-l'étoile la plus proche de la Terre (Proxima) après le Soleil est à environ 4,2 années lumières de la Terre.

 

c) voir loin c'est voir dans le passé

 

La lumière provenant d'une étoile lointaine porte une information qui date de l'époque où elle a été émise.
Exemple :

-la lumière émise par Proxima a été émise il y a 4,2 ans de cela pour nous parvenir, car elle se situe à 4,2 années lumières.
-il se pourrait que des étoiles que nous voyons encore aujourd'hui se soient éteintes à l'époque des dinosaures.

 

AE n°2 : Comment mesurer le rayon de la Terre ?

 

Eratosthène a examiné l'arrivée des rayons du Soleil sur notre planète entre deux endroits, à la même date, à la même heure. À Syène, il a observé que les rayons du Soleil, au solstice d'été, atteignaient le fond d'un puits tandis qu'à Alexandrie, à 800 km de Syène vers le nord, il observait une ombre de 7° par rapport à l'objet en plaçant cet objet de manière à former un angle droit avec le sol. Son hypothèse, vers 250 avant J-C, était que la Terre était ronde. Il l'a démontré et a calculé le rayon de la Terre. Voyons quelle a été sa démarche.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

De Syène à Alexandrie, l'ombre a un écart de 7° pour une distance de 800km. Pour un tour complet, soit la circonférence C de la Terre, l'angle est de 360°. On applique le produit en croix.

C = 360x800/7

C = 288 000/7

C ~ 41 142 km

On a ainsi obtenu la taille moyenne du périmètre de la Terre.

 

Pour calculer le rayon de la Terre :

P = 2xpixR

On fait une équation :

41 000 = 2 x pi x R

R = 41 000 / ( 2 x pi )

R ~ 6525 km

 

Donc, on a obtenu un estima du rayon de la Terre : 6525 km, en se servant des rayons du Soleil.