La structure de l’Univers – 4ème – Séquence complète – PDF à imprimer

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.

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

Exercice 2 :

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

Distance Paris-Toulon : DP-T = 694 km et Rayon de la Lune RL = 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 :

1. Distance Terre-Lune : d1 = 384 Mm
2. Taille virus : d2 = 0,08 μm
3. Hauteur statue de la Liberté : d3 = 93 m
4. Diamètre Terre : d4 = 0,04 Gm
5. Diamètre cellule eucaryote : d5 = 2000 nm
6. 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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