QCM : Méthode et échelles de l’Univers — 14 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle succession décrit correctement les étapes de résolution d’un exercice calculatoire ?

Convertir les unités, calculer sans unité, identifier la relation, rédiger la réponse, puis vérifier les grandeurs
Écrire la réponse, choisir une valeur numérique, convertir les unités, trouver la relation, puis effectuer le calcul
Chercher une valeur approchée, rédiger la réponse, écrire la relation, ignorer les unités, puis vérifier le résultat
Identifier la relation, l’écrire littéralement, traduire les grandeurs, convertir les unités, calculer avec l’unité, rédiger la réponse

Identifier la relation, l’écrire littéralement, traduire les grandeurs, convertir les unités, calculer avec l’unité, rédiger la réponse

Explication

La méthode comporte bien six étapes, depuis la recherche de la relation scientifique jusqu’à la rédaction de la réponse avec l’unité. Commencer directement par le calcul ou négliger les unités ne respecte pas cette démarche.

2. Un signal se propage à la vitesse de 300 000 km/s pendant 20 s ; quelle relation permet de calculer la distance parcourue ?

t=dvt = \frac{d}{v}
d=v×td = v \times t
d=tvd = \frac{t}{v}
v=dtv = \frac{d}{t}

$$d = v \times t$$

Explication

Pour déterminer une distance à partir d’une vitesse et d’un temps, on utilise d=v×td = v \times t. La relation v=dtv = \frac{d}{t} sert à calculer la vitesse, tandis que les deux autres expressions ne donnent pas la distance recherchée.

3. Pour Pioneer 11, quelle durée correspond à l’intervalle entre une émission à 16 h 36 et une réception à 18 h 02 ?

1 h 26 min, soit 5 160 s
1 h 36 min, soit 5 760 s
2 h 02 min, soit 7 320 s
18 h 02 min, soit 64 920 s

1 h 26 min, soit 5 160 s

Explication

L’intervalle entre 16 h 36 et 18 h 02 est de 1 h 26 min, ce qui correspond à 5 160 s. Les heures d’émission et de réception ne constituent pas la durée du trajet.

4. Quelle définition caractérise un satellite ?

Une étoile qui produit sa propre lumière
Une planète située en orbite autour d’une étoile
Un astre en orbite autour d’une planète
Un objet céleste formé principalement de gaz lumineux

Un astre en orbite autour d’une planète

Explication

Un satellite est défini comme un astre qui gravite autour d’une planète. Une étoile produit sa propre lumière, tandis qu’une planète orbite généralement autour d’une étoile.

5. Pourquoi le Soleil est-il considéré comme une étoile ?

Parce qu’il produit sa propre lumière grâce à la fusion nucléaire
Parce qu’il réfléchit la lumière reçue d’un autre astre
Parce qu’il orbite autour de la Terre à une distance moyenne constante
Parce qu’il est le satellite naturel le plus proche de notre planète

Parce qu’il produit sa propre lumière grâce à la fusion nucléaire

Explication

Le Soleil est une étoile constituée de plasma qui émet sa propre lumière grâce à des réactions de fusion nucléaire. La Lune réfléchit la lumière reçue et constitue le satellite naturel de la Terre, ce qui ne décrit pas le Soleil.

6. Quelle planète se trouve en moyenne à 5,20 UA du Soleil ?

Uranus
Jupiter
Neptune
Saturne

Jupiter

Explication

La distance moyenne de Jupiter au Soleil est de 5,20 UA. Saturne, Uranus et Neptune se trouvent respectivement à environ 9,54 UA, 19,19 UA et 30,07 UA.

7. Laquelle de ces écritures respecte la définition de l’écriture scientifique ?

3,8×1083{,}8 \times 10^8
38×10738 \times 10^7
380×106380 \times 10^6
0,38×1090{,}38 \times 10^9

$$3{,}8 \times 10^8$$

Explication

L’écriture scientifique comporte un seul chiffre non nul avant la virgule, comme dans 3,8×1083{,}8 \times 10^8. Les autres écritures ont plusieurs chiffres avant la virgule ou commencent par un zéro avant le premier chiffre non nul.

8. Que représente une unité astronomique ?

La distance moyenne entre la Terre et la Lune
La distance moyenne entre la Terre et le Soleil
La distance parcourue par la lumière en une année
La durée nécessaire à la Terre pour faire le tour du Soleil

La distance moyenne entre la Terre et le Soleil

Explication

Une unité astronomique correspond à la distance moyenne entre la Terre et le Soleil, soit environ 1,5×108 km1{,}5 \times 10^8\ \mathrm{km}. La distance parcourue par la lumière en un an est une année-lumière, et non une unité astronomique.

9. Quelle description caractérise correctement la Voie Lactée ?

C’est un amas de galaxies liées par leur gravitation sur plusieurs millions d’années-lumière.
C’est un système planétaire qui comprend le Soleil et plusieurs centaines de milliards de galaxies.
C’est une galaxie spirale qui contient le système solaire et environ 4×10114 \times 10^{11} étoiles.
C’est une étoile voisine située à environ 4,24 années-lumière du système solaire.

C’est une galaxie spirale qui contient le système solaire et environ $$4 \times 10^{11}$$ étoiles.

Explication

La Voie Lactée est une galaxie spirale qui abrite notre système solaire et plus de 100 milliards d’étoiles. Le système solaire n’est donc pas une galaxie, mais un ensemble situé à l’intérieur de celle-ci.

10. Quelle étoile est la plus proche du système solaire, à environ 4,24 années-lumière ?

La Voie Lactée
Proxima Centauri
Andromède
Le Soleil

Proxima Centauri

Explication

Proxima Centauri est l’étoile voisine la plus proche du système solaire, à 4,24 années-lumière. Andromède est une galaxie, tandis que la Voie Lactée désigne la galaxie qui contient le système solaire.

11. Qu’est-ce qu’une année-lumière ?

La durée nécessaire à la lumière pour traverser la Voie Lactée, exprimée en années
La distance parcourue par la lumière en une année, soit environ 9,48×1015 m9{,}48 \times 10^{15}\ \mathrm{m}
La vitesse de propagation de la lumière dans le vide, proche de 3,00×108 m/s3{,}00 \times 10^8\ \mathrm{m/s}
La distance moyenne séparant deux étoiles de la Voie Lactée, calculée sur une année

La distance parcourue par la lumière en une année, soit environ $$9{,}48 \times 10^{15}\ \mathrm{m}$$

Explication

Une année-lumière est une unité de distance correspondant au trajet parcouru par la lumière en une année, soit environ 9,48×1015 m9{,}48 \times 10^{15}\ \mathrm{m}. La valeur 3,00×108 m/s3{,}00 \times 10^8\ \mathrm{m/s} désigne une vitesse et non une distance.

12. Quelle propriété définit un amas de galaxies ?

Il regroupe des galaxies liées entre elles par la gravitation et mesure environ une dizaine de millions d’années-lumière.
Il contient une cinquantaine de galaxies, dont Andromède, autour du système solaire.
Il rassemble plusieurs centaines d’amas de galaxies et mesure environ 150 millions d’années-lumière.
Il correspond à une galaxie spirale contenant plusieurs centaines de milliards d’étoiles.

Il regroupe des galaxies liées entre elles par la gravitation et mesure environ une dizaine de millions d’années-lumière.

Explication

Un amas de galaxies est un ensemble de galaxies maintenues liées par leur force de gravitation, avec une taille d’environ une dizaine de millions d’années-lumière. La description de plusieurs centaines d’amas correspond plutôt à un superamas.

13. À quelle structure appartient la Voie Lactée selon la classification présentée ?

Au Groupe local, aussi appelé amas de la Vierge, qui abrite environ une cinquantaine de galaxies.
À un superamas composé de plusieurs centaines d’amas et mesurant environ 150 millions d’années-lumière.
À l’amas de galaxies le plus proche, Proxima Centauri, situé à 4,24 années-lumière.
À un système planétaire comprenant le Soleil, les planètes et plusieurs galaxies voisines.

Au Groupe local, aussi appelé amas de la Vierge, qui abrite environ une cinquantaine de galaxies.

Explication

La Voie Lactée appartient au Groupe local, appelé aussi amas de la Vierge dans le cours, qui comprend environ une cinquantaine de galaxies, dont Andromède. Proxima Centauri est une étoile et non un amas de galaxies.

14. Comment un superamas se distingue-t-il d’un amas de galaxies ?

Il est formé de galaxies liées directement entre elles et mesure environ une dizaine de millions d’années-lumière.
Il est composé de plusieurs centaines d’amas de galaxies et mesure environ 150 millions d’années-lumière.
Il désigne une galaxie spirale contenant le système solaire et environ 4×10114 \times 10^{11} étoiles.
Il contient environ une cinquantaine de galaxies réunies autour de la Voie Lactée et d’Andromède.

Il est composé de plusieurs centaines d’amas de galaxies et mesure environ 150 millions d’années-lumière.

Explication

Un superamas est une structure de niveau supérieur, constituée de plusieurs centaines d’amas de galaxies et mesurant environ 150 millions d’années-lumière. Un amas est plus petit et correspond à des galaxies liées par la gravitation.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 33 flashcards sur Méthode et échelles de l’Univers.

Quelles sont les six étapes pour résoudre un exercice calculatoire ?

Chercher la relation, écrire la relation, traduire, convertir, calculer, rédiger la réponse.

Quelle est la formule liant vitesse, distance et temps ?

v=dtv = \frac{d}{t}

Quelle formule utilise-t-on pour calculer une distance ?

d=v×td = v \times t

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Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Méthode et échelles de l’Univers.

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