CORRECTION

2nde 1

Univers Evaluation.1 : L’infiniment grand

CORRECTION

A. Restituer ses connaissances 1. QCM : Entoure la bonne réponse : Répondre sur le polycopié Bonne réponse : 0.5 point

Aucune réponse : 0 point 3,00 x 105 m.s-1

La valeur de la vitesse de la lumière dans le vide ou dans l’air est …

Mauvaise réponse : - 0,25 point 3,00 x 108 km.s-1

3,00 x 108 m.s-1

L’année-lumière est …

La distance TerreSoleil

La distance parcourue par la lumière en un an

La distance TerreEtoile la plus proche

L’unité astronomique est …

La distance TerreSoleil

La distance Terre-Lune

La distance Soleil-Lune

Une exoplanète est …

Une planète du système solaire au-delà de Neptune.

Une planète qui ne tourne pas sur elle-même

Une planète qui tourne autour d’une autre étoile que le Soleil

Notre galaxie …

Est de même taille que le système solaire

S’étend jusqu’aux confins de l’univers

S’appelle la voie lactée

Le Soleil est …

La seule étoile de notre galaxie

La seule étoile du système solaire

L’une des étoiles du système solaire

Une étoile situé à 4 a.l de la Terre se trouve à …

9,48 x 1015 m

Une planète du système solaire se trouve 5 u.a du Soleil …

Elle est plus proche du Soleil que la Terre

Entre le Soleil et les planètes du système solaire, il y a …

Essentiellement du vide

Une constellation est …

Une étoile très brillante

La relation entre la célérité de la lumière c la distance parcourue d et la durée de parcours ∆t est … L’unité légale de la vitesse est …

c = d/∆t

m.s-1 (ou m/s)

9,48 x 1012 km La distance qui la sépare du Soleil est 5 fois plus grande que celle qui sépare la Terre du Soleil. Essentiellement des comètes et des astéroïdes Une étoile en fin de vie.

d = c/∆t

km/h

3,79 x 1016 m Cette planète est Vénus

Essentiellement de la matière Un ensemble d’étoiles ayant une forme arbitraire ∆t = d/c

m.s

2. Compléter la dernière colonne du tableau qui suit : Quelques exemples Distance Terre/Soleil Altitude du l’Everest Distance Terre/Lune Diamètre de notre Galaxie Rayon de la Terre Taille moyenne d’un homme

Valeur 149 x 106 km 8848 m 370 000 km 85 x 106 km 6400 km 170 cm

Valeur en mètre (m) et en notation scientifique 1,49 x 1011 1 km = 103 m 3 8,848 x 10 8848 = 8,848 x 103 3,7 x 108 1 km = 103 m 10 8,5 x 10 1 km = 103 m 6 6,4 x 10 1 km = 103 m 0 1,7 x 10 1 cm = 10-2 m 1/3

2.

Utiliser ses connaissances (UC)

Exercice.1 : Une étoile proche. L’étoile Proxima du Centaure est située à environ 4,2 a.l de la Terre. 1. Rappeler la relation entre la célérité c (vitesse) de la lumière, la distance parcourue d et la durée du parcours ∆t. Préciser les unités dans cette relation. Relation : c = d/∆t Unités : c en m.s-1 d en m ∆t en s 2. Quelle est la durée ∆t nécessaire à la lumière pour nous parvenir de cette étoile ? Justifier. Durée : 4,2 années car l’étoile est située à 4,2 a.l de la Terre. 3. Quelle est la distance d en mètre (m) entre cette étoile et la Terre ? Justifier. Il faut convertir 4,2 a.l en m. 

Une année-lumière est la distance parcourue par la lumière en une année, soit : c = d/∆t

 d = c x ∆t

c = 3,00 x 108 m.s-1

∆t = 1 année (365 ours)

Il faut convertir ∆t en seconde (s) ∆t = 365 x 24 x 60 x 60 = 3,15 x 107 s D’où : d = 3,00 x 108 x 3,15 x 107 = 9,45 x 1015 m 

4,2 a.l correspond alors à 4,2 x 9,45 x 1015 = 3,97 x 1016 m

Donnée : 1 année = 365 jours

Exercice.2 : Distance Terre-Lune au Laser. Un réflecteur à rayon laser est posé sur la surface de la Lune. On mesure la durée séparant l’émission du rayon laser sur Terre et sa réception après un aller-retour. On trouve cette durée égale à ∆t = 2,54 s. La lumière du laser se déplace à la célérité de la lumière c. Terre

Lune Aller-Retour

Distance d1 Distance d2 1. Déterminer la distance d1 séparant la surface des deux astres. Justifier. La lumière du laser se déplace à la célérité de la lumière c = 3,00 x 108 m.s-1. Cette Lumière effectue un aller-retour entre les surfaces de la Terre et la lune, elle parcourt alors une distance égale à 2 x d 1 pendant la durée ∆t = 2,54 s. On sait que : c = (2 x d1)/∆t  2 x d1 = c x ∆t  d1 = c x ∆t/2 Soit, la distance d1 entre la Terre et la lune : d1 = (3,00 x 108 x 2,54)/2 = 3,81 x 108 m soit 3,81 x 105 km 2. Quelle est la distance d2 entre le centre des deux astres en mètre puis en kilomètre. Justifier. La distance d2 vaut : d2 = d1 + RT + RL = 3,81 x 105 + 6,40 x 103 + 1,72 x 103 = 3,89 x 105 km soit 3,89 x 108 m 3. Déterminer cette distance d2 en unité astronomique (U.A). Justifier. 1 U.A : 1,50 x 108 km Pour exprimer d2 en U.A on fait : d2 (km) / 1,50 x 108 = 3,89 x 105 / 1,50 x 108 = 2,59 x 10-3 U.A Données :  1 U.A = 1,50 x 108 km  Rayon de la Terre : RT = 6,40 x 103 km  Rayon de la Lune : RL = 1,72 x 103 km 2/3

Exercice.3 : La nébuleuse du Crabe La nébuleuse de Crabe qui se situe à 6 000 a.l de la Terre est le résultat de l’explosion d’une étoile qui a été observée sur Terre en 1054. 1. L’explosion a-t-elle eu lieu en 1054 ? Justifier. Non, 1054 est l’année de l’observation de cette explosion sur la Terre. 2.

Peut-on estimer la date de cette explosion ? Si oui, comment ? On peut estimer la date de cette explosion, en procédant comme suit : Date de l’explosion = Date de l’observation sur Terre – Duré mise par la lumière pour nous parvenir de la nébuleuse du Crabe = 1054 – 6 000 = - 4046 soit l’an 4046 Av. JC

3.

La nébuleuse du crabe se situe-t-elle dans notre galaxie dont le diamètre moyen est de 8,5 x 1017 km ? Justifier. La nébuleuse du crabe se situe à 6 000 a.l, soit d’après l’exercice.1 à : 6 000 x 9,45 x 1015 m = 5,67 x 1019 m = 5,67 x 1016 km Cette distance est inférieure au diamètre moyen de notre galaxie (8,5 x 10 17 m), la nébuleuse se trouve alors dans notre galaxie.

Exercice.4 : Regarder loin, c’est regarder tôt La nébuleuse de la Lyre est située à une distance d = 1,89 x 1016 km de la terre. 1. Définir une année de lumière. Une année-lumière correspond à la distance parcourue par la lumière en une année. 2. Exprimer la distance d en année-lumière (a.l). Justifier Pour pouvoir exprimer la distance d en a.l, il faut d’abord convertir une a.l lumière en km. Une année-lumière est la distance parcourue par la lumière en une année, soit : c = d/∆t

 d = c x ∆t

c = 3,00 x 108 m.s-1

∆t = 1 année (365 ours)

Il faut convertir ∆t en seconde (s) ∆t = 365 x 24 x 60 x 60 = 3,15 x 107 s D’où : d = 3,00 x 108 x 3,15 x 107 = 9,45 x 1015 m = 9,45 x 1012 km Soit : d = 1,89 x 1016 / 9,45 x 1012 = 2,00 x 103 a.l = 2 000 a.l 3.

4.

En quelle année la lumière de la nébuleuse de la Lyre, observée par un astronome en 2013, a-t-elle été émise ? Justifier. Date d’émission = Date d’observation – Durée mise par la lumière pour parcourir la distance d = 2013 – 2000 = 13 La lumière a été émise en l’an 13. Expliquer par une phrase le titre de l’exercice (Regarder loin, c’est regarder tôt) L’observation d’un objet très lointain reflète l’état de cet objet avec un décalage dans le temps égal à la durée que met la lumière pour nous parvenir de ce dernier : D’après la question 3, on reçoit en 2013 l’image de la nébuleuse de la lyre telle qu’elle était en l’an 13. Cet exemple illustre la phrase

3/3