4e Univers 5 – Vitesse de la lumière

4e Univers 5 – Vitesse de la lumière

https://cours.saettler.org/4u5
Cours et vocabulaire : recopier et apprendre
Activités documentaire pour comprendre
Applications – Exercices

Devoirs
https://cours.saettler.org/4u5
Faire tous les exercices
Terminer de recopier tout le cours et l’apprendre

1. Galilée est le premier scientifique à avoir voulu prouver que la lumière n’a pas une vitesse infinie.

2. Différence = distance 2 – distance 1 = 705 000 000 km – 630 000 000 km = 75 000 000 km

3. On cherche une vitesse
La formule est v = d / t
avec les données suivantes : d = 75 000 000 km et t = 4 min = 240s
Calcul v = 75 000 000 km / 240s = 312 500 km/s
La vitesse de la lumière calculée par Römer avec ces données est de 312 500 km/s

4. La vitesse de la lumière réelle est de 300 000 km/s
L’erreur est donc de 12 500 km/s,
soit 12 500 km/s / 300 000 km/s x 100 = 4,2%
La marge d’erreur du calcul de Römer est donc de 4,2% par rapport à la vitesse de la lumière.

1. Au document 1, on dit que la distance parcourue par le son en 1 km correspond à 3 secondes,
donc la vitesse du son est d’environ 333m/s

2. La distance entre le chronomètre et le canon est de 18 612 m

3. La durée de propagation du son du canon jusqu’au chronomètre est de 54,6 s

4. Sur cette distance de 18km, la durée que met la lumière pour parcourir cette distance est très petite
18km / 300 000 km/s = 0,00006 s

5. Avec un tableau de proportionnalité avec d = 18 612 m et t = 54,6 s
un produit en croix donne 1 x 18 612 m / 54,6 s = 340 m/s
L’hypothèse (1) d’une vitesse à 333m/s est donc validée

6. Le son ne peut se propager que dans la matière (solide, liquide, gaz) et non dans le vide.
Il n’y a donc pas de son qui se propage sur la Lune.

7. La vitesse du son étant très proche du tiers du kilomètre,
en comptant le nombre de secondes entre l’éclair (lumière) et le tonnerre (son), et en divisant ce nombre de secondes par 3,
on obtient le nombre de kilomètres entre la foudre et l’observateur

1. L’année-lumière est une unité de distance, c’est la distance parcourue par la lumière en 1 an

2. On cherche une distance
On utilise une des formules de la vitesse : d = v x t
avec v = 300 000 km/s et t = 1 an
il faut convertir 1 an en secondes : 1 an = 1x 365j = 1x 365x 24h = 1x 365x 24x 60min = 1x 365x 24x 60x 60s = 31 536 000 s
puis on fait le calcul : d = 300 000 km/s x 31 536 000 s = (environs) 9 460 000 000 000 km
donc l’année-lumière est une distance d’environs 10 000 milliards de km

3. Le diamètre de la nébuleuse du Crabe est de 100 000 000 000 000 km = 100 000 milliards de km
donnée 1 al = 10 000 milliards de km
Calcul d’échelle (produit en croix) : 1al x 100 000 milliards de km / 10 000 milliards de km = 10 al
Le diamètre de la nébuleuse du Crabe est donc de 10 al

4. La distance de la galaxie d’Andromède avec notre système solaire est de 2,5 millions d’al
Calcul d’échelle (produit en croix) : 2,5 millions d’al x 10 000 milliards de km / 1al
= 2 500 000 al x 10 000 000 000 000 km = 25 000 000 000 000 000 000 km = 25 milliards de milliards de km
La distance de la galaxie d’Andromède avec notre système solaire est de

4. La distance de la galaxie d’Andromède avec notre système solaire est de 2,5 millions d’al
Calcul d’échelle (produit en croix) : 2,5 millions d’al x 10 000 milliards de km / 1al
= 2 500 000 al x 10 000 000 000 000 km = 25 000 000 000 000 000 000 km = 25 milliards de milliards de km
La distance de la galaxie d’Andromède avec notre système solaire est de 25 milliards de milliards de km

5. L’intérêt d’utiliser l’année-lumière plutôt que le kilomètre est de faciliter la lecture et l’écriture des nombres de ces telles distances.
2,5 millions d’al = 25 milliards de milliards de km