Propagation des signaux

La conquête spatiale

Les formules du cours La structure de l'Univers Les puissanes de 10 La propagation de la lumière et l'année - lumière Les grandeurs QCM

Des exercices d'application par ordre croissant de difficulté

Exercice 1: Mission Apollo 11

Exercice 2: Distance Terre - Lune

Exercice 3: La Station Spatiale Internationale

Exercice 4: Avatar: Voyage vers Pandora

t = d : v

d = t x v

v = d : t

km/h

km

km

km/h

km/h

km

La vitesse doit avoir les mêmes unités que la distance et le temps

La Structure de l'Univers 1 - Regarder la vidéo jusqu'à 2 minutes 2 - Demander et compléter la fiche sur la structure de l'Univers

Vidéo sur la trcuture de l'Univers

Organisation du Système Solaire: Le Système Solaire est constitué d’une étoile, le Soleil, de huit planètes en orbite autour du Soleil et de tous les corps qui sont attirés par le Soleil.

La Voie Lactée: La Voie Lactée est le nom de la galaxie dans laquelle se trouve notre Système Solaire. Les étoiles que nous voyons la nuit se trouvent en dehors de notre Système Solaire.

La structure de l’Univers: L’Univers est constitué d’amas de galaxies. Une de ces galaxies est la Voie Lactée..

Propagation de la lumière : vitesse et année-lumière (a.l)

1 - Regarder les vidéos 2 - Répondre aux questions sur la propagation de la lumière

Vidéo 1

Vidéo 3

Vidéo 2

Définition:

Grandeurs à connaitre:

- Le son se propage dans l'air à la vitesse de 340 m/s - Le son ne se propage pas dans le vide - La lumière se propage dans le vide à la vitesse de 300 000 km/s

Une année-lumière est une distance. C'est la distance parcourue par la lumière en une année Entraine-toi à calculer une année-lumière en km. Une fois le calcul terminé, vérifie ton résultat

100 000 années-lumières 1018 km

5 x 1010 années-lumières 5 x 1023 km

10 milliards de km 1010 km

Une année-lumière est la distance parcourue par la lumière pendant une année.

Calcul d'une année-lumière en km

d = t x v t = 1 an v = 300 000 km/s t = 365 jours d = 31 536 000 x 300 000 t = 365 x 24 heures t = 365 x 24 x 60 minutes d = 9,46 x 1012 km t = 365 x 24 x 60 x 60 secondes t = 31 536 000 s

Une année-lumière correspond à 9,46 x 1012 km

Début du QCM

Des erreurs? Revois les formules du cours

Fin du QCM

Des erreurs? Revois les grandeurs

Exercice - La mission Apollo 11

Apollo 11 est une mission spatiale au cours de laquelle, pour la première fois, des hommes se sont posés sur la Lune, le lundi 21 juillet 1969. La mission a été accomplie par la NASA (agence spatiale américaine). L’équipage était alors composé de trois astronautes: Neil Armstrong, Edwin Aldrin et Michael Collins. La distance entre la Terre et la Lune est d’environ 390 000 km. Le voyage pour aller de la Terre à la Lune a duré environ 60 heures. Ensuite, Armstrong et Aldrin, séjournent 21 heures et 36 minutes à la surface de la Lune dans leur module et effectuent une sortie sur la Lune d'une durée de 2 heures et 31 minutes. Après avoir rejoint le vaisseau Apollo, l’équipage reprend le chemin de la Terre et amerrit sans incident dans l’océan Pacifique. La mission aura duré 8 jours, 3 heures et 18 minutes. Question 1: Rappeler la formule permettant de calculer la vitesse de déplacement d’un objet. Question 2: Calculer la vitesse de déplacement du vaisseau lors de son trajet de la Terre à la Lune en précisant bien l’unité de la vitesse.

Neil Armstrong Michael Collins Edwin Aldrin

Exercice : Mesure de la distance Terre - Lune Cinq rétroréflecteurs lunaires ont été placés sur la Lune par les missions humaines américaines Apollo 11, 14 et 15 ainsi que par les sondes robots soviétiques Lunokhod. Ces réflecteurs sont utilisés pour mesurer la distance Terre-Lune. Lors d’une mesure, un tir laser est envoyé depuis un émetteur de la Terre jusqu’à l’émetteur situé sur la lune. Puis ce faisceau laser revient dans le récepteur situé sur Terre. Le faisceau laser fait donc un aller-retour Terre-Lune-Terre. Le temps mis par le laser pour faire cet aller-retour est de t = 2,6 secondes.

Question 1: Expliquer par une phrase le chemin suivi par l’impulsion laser. Question 2: Calculer la distance Terre-Lune.

Donnée: Vitesse de la lumière: c = 3 x 105 km/s c = 300 000 km/s

L'ISS

Exercice d'application

Photo de la Terre prises par Thomas Pesquet à bord de la Station Spatiale Internationale

Exercice - La Station Spatiale Internationale

La Station Spatiale Internationale (ISS : International Space Station), est une station placée en orbite terrestre basse, occupée en permanence par un équipage international qui se consacre à la recherche scientifique dans l'environnement spatial. Ce programme, lancé et piloté par la NASA, est développé conjointement avec l'agence spatiale fédérale russe, avec la participation des agences spatiales européenne, japonaise et canadienne.

Pour faire un tour autour de la Terre, l'ISS parcourt environ 43 000 km. Sa vitesse de déplacement est de 27 600 km/h. Question 1: Décrire le mouvement de l'ISS par rapport à la Terre (voir p. 49 du carnet de labo). Question 2: Calculer le temps que met l'ISS pour faire un tour autour de la Terre en heures puis en minutes.Question 3: En déduire le nombre de tours qu'effectue l'ISS autour de la Terre en 24 h.

Exercice : Science ou fiction?

Doc.1: Résumé du film Avatar Dans le futur, en l'an 2154, Jake Sully, ancien marines paraplégique, accepte de participer au programme Avatar, pour remplacer son frère jumeau décédé, Tom Sully. Il est envoyé depuis la Terre jusqu’à la planète Pandora. Cette planète est habitée par les Na'vis, une espèce indigène humanoïde, considérée comme primitive et hostile par les Hommes.

Doc.2: Voyage vers Pandora Pandora : Planète fictive Distance Terre – Pandora : 4,4 années-lumières Temps du voyage : 6 ans

Doc. 3: Sonde Solaire La sonde solaire Parker a encore battu son propre record. Cette sonde a quitté la Terre en août 2018 pour se rapprocher du Soleil et l’étudier. En frôlant le soleil ce 29 avril à 532 000 km/h, l’objet est le plus rapide jamais conçu par l’humanité.

Question 1 : Quelle est la distance en km entre la Terre et Pandora? (expliquez le calcul) Question 2 : A quelle vitesse le vaisseau de Jake Sully se déplace-t-il lors du voyage entre la Terre et Pandora? La vitesse sera exprimée en km/h et les calculs devront être justifiés. Question 3 : Cette vitesse vous semble-t-elle réaliste?