La structure de l’Univers - 4ème - Séquence complète

Séquence complète pour la 4ème en Physique-chimie sur : La structure de l’Univers

Thème 1 : Organisation et transformations de la matière
Module 3-Organisation de la matière dans l’Univers

Chapitre 2 – La structure de l’Univers

➔ Cours pour la 4ème sur : La structure de l’Univers

I- Structure de l’Univers

Activité documentaire : Quels objets constituent principalement l’Univers ?

Le Big-Bang est le modèle qui décrit l’origine de l’univers. Celui–ci est en expansion continue depuis environ 13,8 milliards d’années.
L’Univers est composé d’étoiles, de gaz, de poussière et de roches. Le tout n’est pas dispersé uniformément mais est regroupé en galaxies, qui sont elles-mêmes regroupées en amas de galaxies.
On appelle galaxie, un ensemble d’étoiles (boules de gaz très chaudes), de gaz, de poussière et de roches. L’Univers en serait composé de dizaines de milliards.
C’est au sein des galaxies que sont nées les premières étoiles.
Notre étoile, le Soleil, ainsi que les planètes sont nés il y a 4,5 milliards d’années, dans un bras de notre galaxie : « la Voie lactée ».
Notre galaxie est composée de centaines de milliards d’étoiles rien que dans notre galaxie. Les scientifiques (astrophysiciens) ont découvert d’autres planètes en rotation autour d’étoiles : on parle d’exoplanètes.
L’Univers est essentiellement composé de

II- Les échelles dans l’Univers

Activité documentaire : Quelles sont les principales échelles dans l’Univers ?

Les différentes dimensions dans l’Univers couvrent 41 ordres de grandeur : l’étendue est de 10²⁶ (infiniment grand) à 10^-15 m infiniment petit).
Pour représenter ces grands nombres et ces petits nombres, on utilise les puissances de 10 et plus particulièrement l’écriture scientifique:

➔ Exercices avec les corrections pour la 4ème : La structure de l’Univers

Exercice 1 :

Convertir les longueurs en mètre et les écrire en écriture scientifique. Vous indiquerez l’ordre de grandeur.

Rayon de l’atome d’Hydrogène : R_H= 1,5 fm = __
Hauteur Tour Eiffel : H =3,13 hm = _______
Distance Terre-Soleil : D_T-S= 0,150 Tm =____
Diamètre cheveu : D_C=60 μm = _____________

Exercice 2 :

Les deux longueurs sont-elles du même ordre de grandeur ?

Distance Paris-Toulon : D_P-T= 694 km et Rayon de la Lune R_L = 1, 737 Mm

Exercice 3 :

Pour chacune des grandeurs suivantes, les convertir en mètre puis les écrire en écriture scientifique et enfin donner leur ordre de grandeur :

Distance Terre-Lune : d₁ = 384 Mm
Taille virus : d₂ = 0,08 μm
Hauteur statue de la Liberté : d₃ = 93 m
Diamètre Terre : d₄ = 0,04 Gm
Diamètre cellule eucaryote : d₅ = 2000 nm
Diamètre système solaire : d₆= 20 000 milliards de km

Exercice 4 :

Les deux longueurs sont-elles du même ordre de grandeur ? Sinon indiquer le facteur entre ces deux longueurs.

Diamètre atome d’Aluminium: L₁ = 0,000 000 24 mm et Diamètre virus L₂ = 20 nm

➔ Activité documentaire avec les corrigés pour la 4ème : Quels objets constituent l’Univers

Descriptif : Dans cette activité, les élèves travaillent sur la structure de l’Univers.

Compétences travaillées/évaluées :
D1 : Pratiquer des langages
• Lire et comprendre des documents scientifiques
• Utiliser la langue française pour rendre compte
Connaissances et compétences associées

Description de la structure de l’Univers

Prérequis : /

Nature de la ressource : Activité documentaire et construction de connaissances

L’Univers est né il y a 13,8 milliards d’années avec le Big-Bang. Il a formé rapidement les premiers atomes d’Hydrogène et d ’Hélium pour donner naissance aux premières galaxies, nuages de poussière et de gaz, dans lesquelles les étoiles naissent.

Notre système solaire est apparu il y a 4,5 milliards d’années dans notre Galaxie en forme de spirale appelée la Voie lactée. Elle tourne sur elle-même autour de son centre et est composée d’environ 200 milliards d’étoiles. Son diamètre est estimé à 10¹⁸ km. Le Soleil se déplace autour du centre de la galaxie à une vitesse de 230 km/s.

Notre planète, La Terre, est à une distance de l’ordre de 10⁸ km du Soleil. Le système solaire s’étend sur environ 10¹⁰ km. La vie y est apparue il y a 3,5 milliards d’années.

➔ Activité documentaire avec les corrigés pour la 4ème : Quelles sont les principales échelles dans l’Univers

Descriptif : Dans cette activité, les élèves travaillent sur les dimensions dans l’Univers.

Compétences travaillées/évaluées :
D1 : Pratiquer des langages
• Lire et comprendre des documents scientifiques
• Utiliser la langue française pour rendre compte
• Passer d’une forme de langage à une autre

Connaissances et compétences associées

Echelles de l’Univers / Puissances de 10

Prérequis : /

Nature de la ressource : Activité documentaire et construction de connaissances

Voici les ordres de grandeurs (en mètre) des dimensions d’objets que l’on trouve dans l’Univers.

Ces ordres de grandeurs sont donnés à l’aide des puissances de 10.

On rappelle que pour donner l’ordre de grandeur, on prend la puissance de 10 la plus proche d’un nombre.

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