Univers 1 : Description de l'univers

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1 Univers 1 : Description de l'univers Prérequis : ( p14) Puissances de 10/Tracer un graphique/convertir Propagation de la lumière Vitesse de la lumière relation v = d/t Constitution de l'atome les ions Notions Description de l Univers : l atome, la Terre, le système solaire, la Galaxie, les autres galaxies, exoplanètes et systèmes planétaires extrasolaires. Propagation rectiligne de la lumière. Vitesse de la lumière dans le vide et dans l air. L année de lumière. Mesure d une durée; chronométrage. Compétences Utiliser les puissances de 10 dans l évaluation des ordres de grandeur. Savoir que le remplissage de l espace par la matière est essentiellement lacunaire, aussi bien au niveau de l atome qu à l échelle cosmique. Connaître la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide (ou dans l air). Connaître la définition de l année de lumière et son intérêt. Expliquer l expression : «voir loin, c est voir dans le passé». Connaître et utiliser les définitions de la période et de la fréquence d un phénomène périodique. Fil rouge : point commun entre Univers et atome? I. Des dimensions dans l'univers 1 ) Des ordres de grandeur : Activité U-1.1 : De l'infiniment petit à l'infiniment grand Type : Activité docs Objectifs : Présenter l'univers et utiliser les puissances de 10 dans l évaluation des ordres de grandeur Utiliser les puissances de 10 dans l évaluation des ordres de grandeur. Fiches méthode : Fiche puissance de 10-ordre de grandeur Fiche conversions Convertir les unités Présenter un résultat Matériel prof : Diaporama L univers représente la totalité de ce qui existe de l infiniment petit à l infiniment grand. Notre système solaire est constitué de 8 planètes qui gravitent autour de notre étoile : le Soleil. Il fait partie d'un ensemble plus vaste qui est notre galaxie : la Voie Lactée. S entrainer : 1) Ecrire 6532 et 0,0325 en écriture scientifique : 6, et 3, ) Donner l'ordre de grandeur de 6,4x10 6 : p 23 Matériel élève : Internet Livre p 18 Semaine 37 2 ) Matière et Univers : Activité U-1.2 : La matière dans l'univers Type : TP sur doc + logiciel Savoir que le remplissage de l espace par la matière est Objectifs : Etudier le remplissage de l espace par la matière. Extraire des informations 1/6

2 essentiellement lacunaire, aussi bien au niveau de l atome qu à l échelle cosmique. Utiliser les puissances de 10 dans l évaluation des ordres de grandeur Fiches méthode : Fiche puissance de 10-ordre de grandeur Fiche conversions Convertir Utiliser les puissances de 10 Matériel prof : Diaporama A l'échelle atomique aussi bien qu'à l'échelle cosmique, le remplissage de l'espace par la matière est essentiellement lacunaire : du vide. Matériel élève : Internet Livre p Calculer le rapport entre l'atome d'he et son noyau sachant que Ra = 140 pm et Rn = 1, nm Ra / Rn = p 24 Semaine 37 II. Des mesures de distances 1 ) Voir loin c'est voir dans le passé : Activité U-1.3 :Mesurer des distances Type : TP docs - Connaître la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide (ou dans l air). - Connaître la définition de l année de lumière et son intérêt. - Expliquer l expression : «voir loin, c est voir dans le passé». - Analyser des documents scientifiques portant sur l analyse du système solaire. Fiche méthode : Exploiter une relation L année lumière est une unité de distance utilisée en astronomie. Une année lumière est la distance parcourue par la lumière en une année. La vitesse de la lumière dans le vide est : c=3, m.s-1 Pour convertir une année lumière en mètre on utilise la relation d=v/t Avec d: distance parcourue par la lumière en mètre v=c : vitesse lumière dans le vide c =3, m.s-1 t : durée du parcours en seconde d= 3, * (60*60*24*365)= 9, m Une année de lumière correspond à 9, m Comme la lumière ne se déplace pas instantanément, elle met un certain temps à nous parvenir des objets très éloignés dans l univers. Les informations qu elle transporte font déjà parties du passé. Conclusion : voir loin c est voir dans le passé. L'étoile polaire est à 4,08 * km de la Terre : Objectifs : Connaître la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide (ou dans l air), la définition de l année de lumière et son intérêt. Extraire des informations C2 Exploiter une relation C12 Utiliser la calculatrice C15 Livre p Semaine 38 2/6

3 1) Exprimer cette distance en a.l 2) Combien de temps met la lumière de cette étoile pour nous parvenir. 2 ) Des distances dans l'univers : Activité U-1.4 : Type : Docs Analyser des documents scientifiques portant sur l analyse du système solaire. Fiche méthode : Objectifs : Découvrir l'évolution des connaissances Extraire des informations Convertir les unités Exploiter une relation Livre p Semaine 38 III. Des mesures de durées Activité U-1.5: Mesurer une durée Type : TP DI Porter un regard critique sur un protocole de mesure d une durée en fonction de la précision attendue Réaliser et exploiter des enregistrements vidéo pour analyser des mouvements. Connaître et utiliser les définitions de la période (et de la fréquence) d un phénomène périodique. Identifier le caractère périodique d un signal sur une durée donnée. Fiche méthode : Elaborer un protocole / Tracer un graphique Objectifs : Connaître et utiliser les définitions de la période (et de la fréquence) d un phénomène périodique Elaborer un protocole C20 Critiquer un protocole C26 Construire un graphique C11 Exploiter un graphique C4 Un phénomène qui se reproduit à l'identique à intervalle de temps régulier est dit périodique. La période est la durée que met un phénomène pour se reproduire à l'identique. De nombreux mouvements au sein du système solaire sont périodiques : la rotation de la Lune sur elle-même, la révolution de la Terre autour du Soleil. Identifier des phénomènes périodiques autour de nous. Livre p Semaine 39 IV. Des référentiels et des trajectoires : 1 ) Décrire un mouvement : Activité U-1.6 : Observation de la Terre par des satellites 3/6

4 Type : TP sur doc + logiciel Analyser des documents scientifiques portant sur l'observation du système solaire Comprendre que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi. Fiche méthode : On appelle système l'objet ou le point de l'objet dont on étudie le mvt On appelle référentiel l'objet de référence par rapport auquel on étudie le mvt La trajectoire d'un point est l'ensemble des positions successives occupées par ce point au cours de son mvt par rapport à un référentiel donné. Il existe 2 types de trajectoires : rectiligne / curviligne Il existe 3 types de mvt : décéléré / accéléré / uniforme Donner différents types de trajectoire à caractériser. Objectifs : Décrire un mouvement (trajectoire, référentiel) Identifier les paramètres qui influencent un phénomène C21 Livre p Semaine 40 2 ) Relativité du mouvement : Activité U-1.7 : Rétrogradation de mars Type : TP logiciel - Mettre en œuvre une démarche d expérimentation utilisant des techniques d enregistrement pour comprendre la nature des mouvements observés dans le système solaire - Comprendre que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi. Fiche méthode : Objectifs : Comprendre que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi. Le mouvement d'un point du système étudié dépend du référentiel utilisé : le mouvement est relatif. Trouver les trajectoires d'un point à partir de différents référentiels Livre p 89 Semaine 40 4/6

5 Fiche 1 de synthèse U-1 : autoévaluation Compétences Où dans les activités Oui Non Mobiliser ses connaissances - Savoir le remplissage de l espace par la matière est essentiellement lacunaire -Connaître la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide (ou dans l air) - Connaître la définition de l année de lumière et son intérêt Réaliser, calculer, appliquer des consignes -Utiliser la proportionnalité pour exprimer des distances en année de lumière - Utiliser les puissances de 10 pour évaluer des ordres de grandeur Raisonner - Expliquer l expression «Voir loin, c est voir dans le passé» Communiquer à l aide de langage et d outils scientifiques -Rédiger un raisonnement -Présenter un résultat S'exercer : Exercices corrigés n et 23 p 23 et 25 du livre QCM p21 n 13 p 24 n 20 p 25 (corrigés p 324) 5/6

6 Fiche 2 de synthèse U-1 : autoévaluation Compétences Où dans les activités Oui Non Mobiliser ses connaissances Savoir ce qu'est une trajectoire Savoir que la pesanteur terrestre résulte de l attraction terrestre. Réaliser, calculer, appliquer des consignes -Calculer la force d attraction gravitationnelle qui s exerce entre deux corps à répartition sphérique de masse. Raisonner Comprendre que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi. Comparer le poids d un même corps sur la Terre et sur la Lune. 6/6