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Niveau seconde
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Univers

Posté par
Lolita220
02-06-15 à 17:29

Bonjour,

J'aimerai, si cela est possible, que quelqu'un est la gentillesse de corriger mon exercice de physique. Ce dernier est constitué de 5 questions, je suis pratiquement certaine  des 3 premières, mais emplie de plus d'incertitude en ce qui concerne les 2 dernières.

En vous remerciant d'avance pour toute l'aide que vous pourrez m'apporter.

1 ) Notre Soleil a une masse de 2 x 10^30 kg. On considère que dans 1g de matière il y a 0,5 x 10^24 atomes. Combien d'atomes contient notre Soleil ?

Etape 1 :
Je convertis la masse du Soleil, exprimée en kg, en grammes.

2 x 10^30 kg = 2 x 10^33 g

La masse du Soleil est donc égale à  2 x 10^33 grammes.


Etape 2 :
Je calcule à présent combien d'atomes, contient notre Soleil.

Je sais que :
- La masse du Soleil  est égale à 2 x 10^33 g .
-  Il  y a 0,5 x 10^24 atomes, dans 1g de matière.

Donc :
2 x 10^33   x   0,5 x 10^24 = 10^57


Conclusion :
Notre Soleil contient 10^57 atomes.

2 ) Le Soleil est une étoile moyenne. La Voie Lactée contient environ 100 milliards d'étoiles.
Combien d'atomes contient la Voie Lactée.

Je calcule combien d'atomes contient la Voie Lactée.

Je sais que :
- Notre Soleil est une étoile moyenne, qui contient 10^57 atomes.
- La Voie Lactée, contient environ 100 milliards d'étoiles, c'est à dire  10^11.

Donc :
10^57  x 10^11 = 10^68

Conclusion :
Notre galaxie contient 10^68 atomes.

3 ) On suppose que l'Univers observable contient l'équivalent d'environ 1 000 milliards de galaxies comparables à la notre. Combien d'atomes contient l'Univers ?

Je sais que :
- l'Univers observable contient l'équivalent d'environ 1 000 milliards ( 10^12 ) de galaxies comparables à la notre.
- Notre galaxie contient 10^68 atomes.

Donc :
10^12 x 10^68 = 10^80

L'univers contient 10^80 atomes.

4 ) On tasse tout les noyaux de l'Univers. Calculer le volume occupé.
Donné : Rayon d'un noyau 10^-15 m.

Etape 1 :
Je calcule le volume d'un noyau.

Je sais que :
- Le rayon  d'un noyau est égale à 10^-15 m.


Or :
Le Volume V d'une sphère = 4/3 x pi x r^3

Donc :

4/3 x pi x ( 3 x 10^-15 )^3 = 1,13 x 10^-43.
                                          = 10^-43

Conclusion :
Le volume d'un noyau est d'environ 10^-43  m^3.


Etape 2 :
Je calcule le volume occupé par l'ensemble des noyaux de l'Univers.

Je sais que :
L'univers contient 10^80 atomes.
Le volume d'un noyau est d'environ 10^-43  m^3.

Donc :
10^-43 x 10^80 = 10^37.


Conclusion :
Le volume occupé par l'ensemble  des noyaux de l'univers est de 10^37 m^3.


5 ) Parmi ces réponses, quel espace minimale est il capable de contenir tous les noyaux de l'Univers observable.

A. Une balle de tennis de 10 cm de diamètre.

Etape 1 :
Je commence par calculer le volume de la balle de tennis.  

Je sais que :
Nous somme en présence d'une balle de 10 cm de diamètre, soit 5 cm de rayon.

Or :
Le Volume V d'une balle ( sphère ) = 4/3 x pi x r^3

Donc :
4/3 x pi x 5^3 = 523,333
                       = 523

Conclusion :
Le volume de la balle de tennis est égale à 523 cm^3, soit 5,23 x 10^-4 m^3.


Étape 2 :
Je définis si la balle de tennis de 10 cm de diamètre, est capable de contenir tous les noyaux de l'Univers observable.

Je sais que :
Le volume occupé par l'ensemble  des noyaux de l'univers est de 10^37 m^3.
Le volume de la balle de tennis est égale à  5,23 x 10^-4 m^3.

Donc :
10^37 > 5,23 x 10^-4

Conclusion :
La  balle de tennis de 10 cm de diamètre, n' est pas capable de contenir tous les noyaux de l'Univers observable.


B. La Terre ( rayon de la Terre 6400 km ).  

Je définis si la Terre, est capable de contenir tous les noyaux, de l'Univers observable.

Je sais que :
Le volume occupé par l'ensemble  des noyaux de l'univers est de 10^37 m^3, soit 10^28 km^3
Le volume de la terre est égale à  1,08×1012 km³.

Donc :
10^28 > 1,08×1012

Conclusion :
La  Terre, n'est pas capable de contenir tous les noyaux de l'Univers observable.


C. La sphère ayant pour rayon celui de l'orbite de Jupiter autour du Soleil ( rayon de l'orbite : 7,8 x 10^11 m )

Etape 1 :
Je commence par calculer le volume de la sphère ayant pour rayon celui de l'orbite de Jupiter autour du Soleil.

Je sais que :
- Le rayon de l'orbite est donc de la sphère est égale à 7,8 x 10^11 m.

Donc :
4/3 x pi x ( 7,8 x 10^11 )^3 = 2 x 10^36.

Conclusion :
Le  volume de la sphère ayant pour rayon celui de l'orbite de Jupiter autour du Soleil est de 2 x 10^36 m^3.

Étape 2 :
Je définis si  la  sphère ayant pour rayon celui de l'orbite de Jupiter autour du Soleil, est capable de contenir tous les noyaux de l'Univers observable.

Je sais que :
Le volume occupé par l'ensemble  des noyaux de l'univers est de 10^37 m^3.
Le  volume de la sphère ayant pour rayon celui de l'orbite de Jupiter autour du Soleil est de 2 x 10^36 m^3.

Donc :
10^37 < 2 x 10^36 m^3

Conclusion :
La   sphère ayant pour rayon celui de l'orbite de Jupiter autour du Soleil, est capable de contenir tous les noyaux de l'Univers observable.

Conclusion générale :  
L'espace minimale capable de contenir tous les noyaux de l'Univers observable, est  la sphère ayant pour rayon celui de l'orbite de Jupiter autour du Soleil. Et cela  n'est par conséquent pas la proposition D ( la sphère contenant notre système solaire ), puisque cette dernière lui est supérieur.  

Posté par
quarkplus
re : Univers 02-06-15 à 17:54

Bonjour,
Q4  : vous n'avez pas pris le bon rayon du noyau pour calculer son volume .

Posté par
Lolita220
re : Univers 02-06-15 à 18:24

Merci pour votre réponse, mais je ne vois pas exactement ce que vous voulez dire. J'ai pris la valeur du rayon du noyau, indiquée dans l'énoncé de mon exercice : Donnée : Rayon d'un noyau 10^-15 m.

Posté par
Wilfried45
rep 02-06-15 à 18:48

Je ne vois pas d'erreur

Posté par
quarkplus
re : Univers 02-06-15 à 19:16

R5e,
Vous avez pris 3 10^-15 m pour le rayon du noyau .
Je trouve 4.189 10^-45 m3   pour le volume du noyau

Posté par
Wilfried45
rep 02-06-15 à 19:24

oui mais elle doit utiliser les données qui lui sont proposées

Posté par
quarkplus
re : Univers 02-06-15 à 19:33

Mais justement  ! sa donnée c'est 10^-15 m .
Et elle utilise 3 10^-15 m ???? Ligne 10 de Q4  

Mais peut être ne suis je pas réveillé !

Posté par
Lolita220
re : Univers 02-06-15 à 21:07

Bonsoir,

Je  vous remercie énormément de toute l'attention que vous avez porté à mon exercice. J'ai corrigé mes question 4 et 5, en tenant compte de votre remarque. Est ce que tout est correct à présent ?  

4 ) On tasse tout les noyaux de l'Univers. Calculer le volume occupé.
Donné : Rayon d'un noyau 10^-15 m.

Etape 1 :
Je calcule le volume d'un noyau.

Je sais que :
- Le rayon  d'un noyau est égale à 10^-15 m.


Or :
Le Volume V d'une sphère = 4/3 x pi x r^3

Donc :

4/3 x pi x ( 10^-15 )^3 = 4,189 x 10^-45
  
                                        

Conclusion :
Le volume d'un noyau est d'environ 4,189 x 10^-45.


Etape 2 :
Je calcule le volume occupé par l'ensemble des noyaux de l'Univers.


Je sais que :
L'univers contient 10^80 atomes.
Le volume d'un noyau est d'environ 4,189 x 10^-45.

Donc :
4,189 x 10^-45 x 10^80 = 4,189 x 10^35

Conclusion :
Le volume occupé par l'ensemble des noyaux de l'Univers est de 4,189 x 10^35 m^3.


5 ) Parmi ces réponses, quel espace minimale est il capable de contenir tous les noyaux de l'Univers observable.

A. Une balle de tennis de 10 cm de diamètre.

Etape 1 :
Je commence par calculer le volume de la balle de tennis.  

Je sais que :
Nous somme en présence d'une balle de 10 cm de diamètre, soit 5 cm de rayon.

Or :
Le Volume V d'une balle ( sphère ) = 4/3 x pi x r^3

Donc :
4/3 x pi x 5^3 = 523,333
                       = 523

Conclusion :
Le volume de la balle de tennis est égale à 523 cm^3, soit 5,23 x 10^-4 m^3.


Étape 2 :
Je définis si la balle de tennis de 10 cm de diamètre, est capable de contenir tous les noyaux de l'Univers observable.

Je sais que :
Le volume occupé par l'ensemble  des noyaux de l'univers est de 4,189 x 10^35 m^3.
Le volume de la balle de tennis est égale à  5,23 x 10^-4 m^3.

Donc :
4,189 x 10^35  > 5,23 x 10^-4

Conclusion :
La  balle de tennis de 10 cm de diamètre, n' est pas capable de contenir tous les noyaux de l'Univers observable.


B. La Terre ( rayon de la Terre 6400 km ).  

Je définis si la Terre, est capable de contenir tous les noyaux, de l'Univers observable.

Je sais que :
Le volume occupé par l'ensemble  des noyaux de l'univers est de 4,189 x 10^35, soit 4,189 x 10^26 km^3.
Le volume de la terre est égale à  1,08×1012 km³.

Donc :
4,189 x 10^26 > 1,08×1012

Conclusion :
La  Terre, n'est pas capable de contenir tous les noyaux de l'Univers observable.


C. La sphère ayant pour rayon celui de l'orbite de Jupiter autour du Soleil ( rayon de l'orbite : 7,8 x 10^11 m )

Etape 1 :
Je commence par calculer le volume de la sphère ayant pour rayon celui de l'orbite de Jupiter autour du Soleil.

Je sais que :
- Le rayon de l'orbite est donc de la sphère est égale à 7,8 x 10^11 m.

Donc :
4/3 x pi x ( 7,8 x 10^11 )^3 = 2 x 10^36.

Conclusion :
Le  volume de la sphère ayant pour rayon celui de l'orbite de Jupiter autour du Soleil est de 2 x 10^36 m^3.

Étape 2 :
Je définis si  la  sphère ayant pour rayon celui de l'orbite de Jupiter autour du Soleil, est capable de contenir tous les noyaux de l'Univers observable.

Je sais que :
Le volume occupé par l'ensemble  des noyaux de l'univers est de 4,189 x 10^35 m^3.
Le  volume de la sphère ayant pour rayon celui de l'orbite de Jupiter autour du Soleil est de 2 x 10^36 m^3.

Donc :
4,189 x 10^35 > 2 x 10^36 m^3

Conclusion :
La   sphère ayant pour rayon celui de l'orbite de Jupiter autour du Soleil, n'est pas capable de contenir tous les noyaux de l'Univers observable.

Conclusion générale :  
L'espace minimale capable de contenir tous les noyaux de l'Univers observable, est donc la sphère contenant notre système solaire ( diamètre de cette sphère : 100 UA ), puisque les autres réponses proposées n'ont pas un volume suffisant pour les contenir.

Posté par
quarkplus
re : Univers 02-06-15 à 21:18

Re,
Je pense que tout est bon maintenant .

Pour gagner du temps dans un examen, vous auriez pu calculer le rayon de la sphère nécessaire pour contenir tous les noyaux ,
et vous auriez vu de suite que la balle de tennis et la Terre étaient trop petite et que seule la dernière proposition convenait ....

Posté par
Lolita220
re : Univers 02-06-15 à 23:05

Merci pour toute l'aide que vous m'avez apporté, sur cette exercice. Je tâcherai de me souvenir, de la petite indication donnée, pour faciliter le traitement de la question 5, je pense qu'elle m'aidera beaucoup lors d'examens.

Encore une fois un grand merci et bonne soirée à vous.



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