Collège – 3e – Physique-Chimie – Problèmes sur les années lumières, de distance , vitesse

Comprendre l’unité “année-lumière” et calculer des distances astronomiques.

Calculez la distance en années-lumière entre deux objets célestes en utilisant leur distance en kilomètres et la vitesse de la lumière.

• La distance entre la Terre et l’étoile Proxima du Centaure est de 4,24 × 10^13 km. Calculez cette distance en années-lumière (1 année-lumière = 9,46 × 10^12 km).
• La lumière met 4,24 ans pour parcourir cette distance. Vérifiez votre calcul.

Calculatrice

10 minutes

• Distance en années-lumière = 4,24 × 10^13 km / 9,46 × 10^12 km/an ≈ 4,48 années-lumière.
• La vérification confirme que la lumière met bien 4,24 ans pour parcourir cette distance (arrondi possible).

• Remédiation : Fournir un tableau de conversion pré-rempli.
• Approfondissement : Calculer la distance en unités astronomiques (1 UA ≈ 1,5 × 10^8 km).

Relier la vitesse de la lumière à l’observation des objets célestes.

Expliquez pourquoi nous voyons les étoiles comme elles étaient il y a des années.

• La lumière de l’étoile Sirius met 8,6 ans à nous parvenir. Que signifie cette information ?
• Si une étoile explose aujourd’hui, quand la verrons-nous sur Terre si elle est à 100 années-lumière ?

Aucun

15 minutes

• Nous voyons Sirius telle qu’elle était il y a 8,6 ans.
• Nous verrons l’explosion dans 100 ans (si l’étoile est à 100 années-lumière).

• Remédiation : Utiliser un exemple concret (ex. : une photo prise il y a 10 ans).
• Approfondissement : Calculer le délai d’observation pour différentes distances.

Appliquer la relation distance = vitesse × temps avec des données astronomiques.

Résolvez les problèmes suivants en utilisant la vitesse de la lumière (3,00 × 10^8 m/s).

• Un signal radio est envoyé vers une sonde spatiale à 1,5 × 10^11 km. Calculez le temps de trajet en secondes, puis en heures.
• La galaxie d’Andromède est à 2,5 × 10^19 km. Calculez sa distance en années-lumière.

Calculatrice

15 minutes

• Temps de trajet = 1,5 × 10^11 km / 3,00 × 10^8 m/s = 500 secondes ≈ 8,33 minutes.
• Distance en années-lumière = 2,5 × 10^19 km / 9,46 × 10^12 km/an ≈ 2,64 × 10^6 années-lumière.

• Remédiation : Fournir des étapes intermédiaires (ex. : convertir les km en mètres).
• Approfondissement : Calculer la distance en parsecs (1 pc ≈ 3,09 × 10^13 km).