UNIVERS - TPU1 - DIMENSIONS
SECONDE
TPU1 - Activité 1 : Quelques longueurs dans l’univers
1. Après avoir classé par ordre croissant les longueurs ci-dessous, estimez l’ordre de grandeur de ces
longueurs avec leur unité et les placer dans la flèche «Estimation».
Rayon de la terre
Distance soleil- terre
Rayon d’un atome d’hydrogène
Rayon d’une cellule humaine
Rayon d’une orange
Rayon de notre galaxie
Distance Paris-Marseille
Distance terre-lune
Réalité
Estimation
2. Sachant que ces longueurs ont pour valeur approchée : 150 millions de km; 400 millions de m; 6000 km; 800
km; 5 cm ; 1 micromètre ; 1 dixième de nanomètre ; 1021m. Reportez les valeurs réelles dans la flèche «Réalité». Peuton comparer facilement toutes ces grandeurs ?
3. Reprendre les dimensions de l’activité et proposer de les ranger sur une échelle de longueur graduée
comme l’exemple de l’orange :
100m
10xm
Orange
10-1m
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SECONDE
Activité 2 - Conversions de distances
Nom
kilomètre
mètre
Symbole
km
m
1m
Valeur en m
Valeur en m
(puissance
10)
1. Exemples : Convertir
35,2 m
= = = = =
décimètre centimètre
dm
cm
0,01 m
100 m
dm
cm
mm
μm
km
millimètre
micromètre
picomètre
mm
μm
pm
10-2 m
0,018 m =
=
= = =
dm
cm
mm
μm
km
2. Ecrire chacun des résultats en utilisant l’écriture scientifique.
3. A faire : convertir dans toutes les unités vues au-dessus les valeurs suivantes
125 km
21,8 cm
13,84 m
67 mm
87 dm
826 μm
FICHE METHODE : ECRITURE SCIENTIFIQUE
a. Principe Exemple : 1,25.104
Une valeur est présentée sous son écriture scientifique si elle est de la forme :
avec :
x : valeur avec une ou plusieurs décimale comprise entre 1 et 10
n : valeur entière
b. Exemples
125
0,000024
0,00125.10-2 PAGE 2 SUR 3
s’écrira
s’écrira
s’écrira
1,25.102 2,4.10-5 1,25.10-5
0,125 8,69
s’écrira
s’écrira
x.10n
1,25.10-1
5,869.101
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SECONDE
Activité 3 : Regarder loin, c'est regarder tôt
Document :
La lumière met énormément de temps pour nous parvenir des étoiles. Hubert Reeves nous explique
pourquoi cela présente plutôt un avantage.
Nous savons aujourd'hui que, comme le son, la lumière se propage à une vitesse bien déterminée. En
1675, étudiant le mouvement des satellites de Jupiter, l'astronome danois Römer a mis en évidence certains
comportements bizarres. Ces comportements s'expliquent si on admet que la lumière met quelques dizaines
de minutes pour nous arriver de Jupiter. Cela équivaut à une vitesse d'environ trois cent mille kilomètres par
seconde, un million de fois plus vite que le son dans l'air. Il faut bien reconnaître que, par rapport aux
dimensions dont nous parlons maintenant, cette vitesse est plutôt faible. A l'échelle astronomique, la lumière
progresse à pas de tortue. Les nouvelles qu'elle nous apporte ne sont plus fraîches du tout !
Pour nous, c'est plutôt un avantage. Nous avons trouvé la machine à remonter le temps ! En regardant
"loin", nous regardons "tôt".
La nébuleuse d'Orion nous apparaît telle qu'elle était à la fin de l'Empire romain, et la galaxie
d'Andromède telle qu'elle était au moment de l'apparition des premiers hommes, il y a deux millions
d'années. A l'inverse, d'hypothétiques habitants d'Andromède, munis de puissants télescopes, pourraient voir
aujourd'hui l'éveil de l'humanité sur note planète … […]
Certains quasars sont situés à douze milliards d'années lumière. La lumière qui nous en arrive à
voyagé pendant douze milliards d'années, c'est-à-dire quatre-vingt pour cent de l'âge de l'Univers … C'est la
jeunesse du monde que leur lumière nous donne à voir au terme de cet incroyable voyage.
Hubert Reeves « Patience dans l'azur » — éditions du Seuil — 1981
Exploitation du texte :
1. Donner la valeur de la vitesse de la lumière, notée c, dans le vide.
2. A partir du texte déterminer la valeur approchée de la vitesse de propagation du son, notée vson,
dans l’air.
3. Expliquer la phrase : « Nous avons trouvé la machine à remonter le temps ! En regardant "loin",
nous regardons "tôt". »
4. À quelle distance se trouve la nébuleuse d’Orion ?
La nébuleuse d'Orion, visible à l'oeil nu comme une petite tâche floue par une nuit sans lune, est
distante de 1500 années lumière.
5. Donner la définition de l’année lumière
6. Calculer la distance D, en kilomètres, qui nous sépare de la nébuleuse d’Orion.
7. Pour aller plus loin …
En 1974, un message radio a été envoyé depuis le radiotélescope d'Arecibo (île de Porto-Rico) vers
l'amas d'Hercule, groupe d'étoiles situé à 25 000 années de lumière de la Terre. Les ondes radio se propagent
à la même vitesse que la lumière. En admettant que les hypothétiques habitants de cet amas répondent dès
réception du message, dans combien de temps peut-on espérer avoir des nouvelles ?
Donnée : 1 al = 9,5.1012 km
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