Seconde physique exploration de l’espace

Chapitre 1 : de l’infiniment petit à l’infiniment grand

TP visée Bilan exercices

Seconde physique exploration de l’espace

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La femme la plus petite Paula Musters (Hollande)

pas sur la photo 1871 - 1895

59 cm

Le mammifère le plus petit : La musaraigne

étrusque 5 cm (masse : 2 g)

1- Le monde vivant

Fourmi2 à 9 mm

convertir en m

1 cm 1 centimètre

"centi" signifie : centième 1 cm = (1/100) m

Lors d'une conversion mètres-centimètres le nombre de mètres est

toujours 100 fois plus petit que le nombre de centimètres.

Autre expression : 1/100 = 1/(10x10) = 1/102 noté 10-2

1 cm = 10-2 m

25 cm = 0,25 m

25 cm = 25.10-2 m

Refaire le même raisonnement avec 1 mm

Puce 2 mm Acarien 0,5 mm

BactérieEscherichia coli

2 m

Hématie (érythrocyte)

7 m

convertir en m

2- Les molécules

convertir en m

molécule de benzène

environ 440 pm

molécule d'eau

environ 200 pm

3- Les atomes

convertir en mètres

Atome d'or

diamètre 270 pm

Atome de carbone

diamètre 140 pm

proton – noyau de l'atome d'hydrogène

diamètre 0,8 fm environ

L'homme le plus grand : Robert Wadlow 2,72 m

1918 - 1940

L'animal le plus grand : La baleine bleue ou roqual bleu

Le plus long : 33 m le plus lourd : 178 t

1- Le monde vivant

Twin Towers Petronas410 - 452 m

Kuala Lumpur (Malaysie)

Taipei 101448 - 508 m

Taipei (Taïwan)

2- Les plus hautes constructions humaineshauteurs : toit – sommet antenne

3- Les plus hautes

montagnes

Piton des neiges3070 m

Mont Blanc4807 m

Kilimandjaro5895 m

Everest8844 m

convertir en km

1 km 1 kilomètre

"kilo" signifie : 1000 1 km = 1000 m

Lors d'une conversion mètres-kilomètres le nombre de mètres est

toujours 1000 fois plus grand que le nombre de kilomètres.

Autre expression : 1000 = 10x10x10 = 103 1 km = 103 m

2,5 km = 2500 m

2,5 km = 2,5.103 m

4- Le système solaireLUNE - diamètre 3 476 km

TERRE - diamètre 12 760 km

convertir en mètres

images : NASA

SOLEIL - diamètre 1 400 000 km

JUPITER - diamètre 143 000 km

distance Terre-Soleil : 150 millions km

distance moyenne Soleil-Neptune : 4,5 milliards km

Exprimer ces distance en mètres (m)

puis en unités astronomiques (ua)

1 ua = 1,5.1011 m

5- L'univers

L'étoile la plus proche :

proxima centauri

(Alpha centauri C)

4,22 al

année-lumière

ou année de lumière

en anglais light-year (ly)

1 al = 9,46.1015 m Andromède (M31), une galaxie de même forme ("spirale") que la nôtre.

Notre galaxie : diamètre 100 000 al

épaisseur 10 000 al au centre

700 al à l'endroit où nous sommes

(28 000 al du centre)

Notre galaxie (voie lactée) et une trentaine d'autres font partie de l'amas local ou groupe local (diamètre 10.109 al).

Quelques galaxies de l'amas local :

Andromède (M31) à 2900 al

Le petit nuage de Magellan (SMC) à 210 kal

Le grand nuage de Magellan (LMC) à 170 kal

M33 à 3000 kal

Nébuleuse du crabe - NASA

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L1=150.106.103 =1,50.1011m.en effet, million se traduit par le facteur 106 et kilo se traduit par le facteur 103.

Exercice :En utilisant la notation scientifique, exprimer en mètres les longueurs suivantes:L1=150 millions de kilomètres L2=6400 km L3=0,400µmcorrection

L2=6400.103 =6,400.106m.

L3=0,400.10-6 =4,00.10-7m. en effet, micro (µ) se traduit par le facteur 10-6.

Exercice : Pour mesurer le diamètre D du bouchon d'une bouteille d'eau minérale on utilise successivement différents instruments.• Un double décimètre: D=3,8cm.• Un pied à coulisse: D=3,82cm

Dans le premier cas il y a deux chiffres significatifs, 3 et 8. Dans le deuxième cas il y a trois chiffres significatifs, 3, 8 et 2.

a) Quel est le nombre de chiffres significatifs dans chaque cas?

b) Calculer la surface S du bouchon avec un nombre de chiffres significatifs convenable. On donne l'expression littérale permettant de calculer la surface S d'un cercle de diamètre D : S= π.D2 /4

Dans le deuxième cas: S = π.(3,82)2 /4 soit S=1,14.101cm2.

Dans le premier cas:S = π.D2 /4= π.(3,8)2 / 4 soit S=1,1.101cm2.

Un sonar (S) équipe un bateau (voir schéma). Il émet un ultrason bref vers le fond de la mer et reçoit l'écho 0,50s après l'émission. Déterminer la profondeur de la mer à cet endroit.

Données :Vitesse des ultrasons dans l'eau: V=1500m/s. La vitesse constante V des ultrasons, la distance D parcourue par les ultrasons et la durée Δt du parcourt sont liés par la relation: V = D/Δt (V en m.s-1, D en m et Δt en s).

Inventaire :

V=1500m.s-1

Intervalle de temps : Δt =0.5 s

Or La salve d'ultrason émise par le sonar parcourt une distance D=2h entre son émission et sa réception.

Application numérique: h = 1500x0,50 /2 soit h=3,7.102m.

donc : V = 2h / Δt D’où la Relation littérale :

Je sais que : V = D/Δt (V en m.s-1, D en m et Δt en s).

h= V.Δt /2

Les difficultés du chapitre :

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•Connaître les puissance de 10 et les préfixes et convertir sans problème.•Savoir utiliser le théorème de Thalès ( méthode de la visée )