L’univers Chapitres 3 4 5 Atome / Tableau périodique / Gravitation Devoir 4 1/2

L’univers Chapitres 3 4 5 Atome / Tableau périodique / Gravitation Devoir 4 1/2 A. Le tableau périodique des éléments : Voici un tableau périodique simplifié incomplet : 1 2 3 4 5 6 7 8 H hydrogène He Hélium Li Lithium ……….. B Bore C Carbone N Azote O Oxygène F Fluor Ne Néon Na Sodium Mg Magnésium ……….. Si Silicium P Phosphore S Soufre ……….. Ar Argon L’élément béryllium : Le béryllium de symbole Be se situe dans la 2ème ligne et 2ème colonne du tableau périodique. 1. Le placer dans le tableau périodique ci-dessus. 2. Combien de proton possède-t-il ? 3. Donner la structure électronique d’un atome de béryllium. L’élément chlore : La représentation symbolique du chlore est :    4. Donner la composition exacte de l’atome de chlore. 5. Le placer dans le tableau périodique ci-dessus. 6. Quelle sera la formule de l’ion chlore ? Bien justifier. 7. Donner la structure électronique de l’ion chlore. L’élément aluminium : Le noyau d’un atome d’aluminium de symbole Al possède 14 neutrons et 13 protons. 8. Ecrire sa représentation symbolique :   9. Le placer dans le tableau périodique ci-dessus. 10. Quelle sera la formule de l’ion aluminium ? Bien justifier. 11. Donner la structure électronique de l’ion aluminium. La famille des gaz nobles : 12. Dans quelle colonne du tableau périodique ci- dessus se trouve cette famille ? Citer 3 éléments appartenant à cette famille. 13. Le krypton de symbole Kr appartient aussi à la famille des gaz nobles. Il est situé à la 4ème ligne du tableau périodique. Combien d’électron possède-t-il sur sa couche externe ? Bien justifier. B. Une exoplanète habitable ? En 2007, une équipe d’astronomes européens a détecté, à 20,5 années-lumière de notre système solaire, une planète qui pourrait abriter une vie extra-terrestre. Orbitant autour de l’étoile Gliese 581, cette exoplanète a été nommée « Gliese C ». Sa surface, solide, et une température proche de celle de la Terre rendent en effet possible la présence d’eau liquide à sa surface, nécessaire à la vie. Imaginons qu’une sonde d’observation soit envoyée sur le sol de cette planète… Dans la suite, on note C l’exoplanète Gliese C, mC sa masse, RC son rayon et m la masse de la sonde. 1. La sonde est en orbite autour de la planète à une altitude h. Donner l’expression littérale de l’intensité de la force gravitationnelle de la planète sur la sonde / en fonction de G, mC et m, h et RC. 2. Après son atterrissage, la sonde est posée sur le sol. Donner la nouvelle expression littérale de l’intensité de la force gravitationnelle de la planète sur la sonde / en fonction de G, mC et m et RC. 3. Donner l’expression littérale de l’intensité du poids P de la sonde en fonction de m et de l’intensité de pesanteur de la planète gC. 4. Calculer, en justifiant bien les étapes, la valeur de l’intensité de pesanteur gC de la planète C. 5. Comparer cette valeur à l’intensité de pesanteur sur Terre et conclure. Données : Constante de gravitation universelle : G = 6,67x10-11 N.m2.kg-2 Masse de Gliese C : mC = 3,34x1025 kg Rayon de Gliese C : RC = 9,60x106 m 2 10 18 9 17 8 16 7 15 6 14 4 12 1 3 11 5 13 Symbole nom Z  Chap 3-4  Chap 5 L’univers Chapitres 3 4 5 Atome / Tableau périodique / Gravitation Devoir 4 2/2 C. De la Terre à la Lune : 1. En donnant la formule littérale permettant de calculer l’intensité de la force gravitationnelle d’une planète sur un objet, expliquer la phrase suivante : « …la force gravitationnelle diminue en raison inverse du carré des distances, c'est-à-dire que, pour une distance trois fois plus grande, cette force est neuf fois moins forte. » 2. On appelle / la force gravitationnelle de la Terre sur le vaisseau. Donner l’expression littérale de son intensité en fonction de G, MT, m et x. Représenter la force / sur le schéma du document 2. 3. On appelle / la force gravitationnelle de la Lune sur le vaisseau. Donner l’expression littérale de son intensité en fonction de G, ML, m et d. Représenter la force / sur le schéma du document 2. 4. Montrer qu’au point de l’espace où les forces gravitationnelles de la Terre et de la Lune sur le vaisseau s’équilibrent, on peut écrire :      5. Donner l’expression littérale de la distance d en fonction de x et D. 6. En utilisant les deux résultats précédents, montrer que l’on peut écrire :       1 7. En déduire la valeur de   et la comparer avec la valeur donnée dans le texte. Données : Constante de gravitation universelle : G = 6,67x10-11 N.m2.kg-2 Masse de la Terre : MT = 5,97x1024 kg Distance Terre – Lune : D = 384x106 m Masse de la Lune : ML = 7,35x1022 kg Document 1 : « De la Terre à la Lune ». Dans son roman « De la Terre à la Lune », Jules Verne fait dire à un personnage : « Oui, il est possible d'envoyer un vaisseau sur la Lune, si l'on parvient à animer ce vaisseau d'une vitesse initiale de douze mille yards par seconde. Le calcul démontre que cette vitesse est suffisante. A mesure que l'on s'éloigne de la Terre, la force gravitationnelle diminue en raison inverse du carré des distances, c'est-à-dire que, pour une distance trois fois plus grande, cette force est neuf fois moins forte. En conséquence, la force gravitationnelle de la Terre sur le vaisseau diminuera rapidement, et finira par s'annuler complètement au moment où la force gravitationnelle de la Lune sur le vaisseau sera en équilibre avec celle de la Terre, c'est-à-dire aux quarante-sept cinquante-deuxièmes (47/52) du trajet. A ce moment, le vaisseau ne pèsera plus, et, s'il franchit ce point, il tombera sur la Lune par l'effet seul de la force gravitationnelle lunaire. La possibilité théorique de l'expérience est donc absolument démontrée ; quant à sa réussite, elle dépend uniquement de la puissance de l'engin employé. » Document 2 : Schéma de la situation. On appellera : • D : distance Terre – Lune • x : distance Terre – vaisseau • d : distance vaisseau – Lune • MT : masse de la Terre • ML : masse de la Lune • m : masse du vaisseau  Chap 5 uploads/Geographie/ devoir-4 12 .pdf

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