Physique-Chimie Terminale

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Chapitre introductif

Préparation aux épreuves du Bac

Chapitre introductif

Thème 1 : Composition et évolution d'un système

Chapitre 1

Modélisation des transformations acide-base

Chapitre 2

Analyse physique d'un système chimique

Chapitre 3

Méthode de suivi d'un titrage

Chapitre 4

Évolution temporelle d'une transformation chimique

Chapitre 5

Évolution temporelle d'une transformation nucléaire

Chapitre BAC

Livret BAC : Thème 1

Chapitre introductif

Thème 1 bis : Prévision et stratégie en chimie

Chapitre 6

Évolution spontanée d'un système chimique

Chapitre 7

Équilibres acide-base

Chapitre 8

Transformations chimiques forcées

Chapitre 9

Structure et optimisation en chimie organique

Chapitre 10

Stratégies de synthèse

Chapitre BAC

Livret BAC : Thème 1 bis

Chapitre introductif

Thème 2 : Mouvement et interactions

Chapitre 11

Description d'un mouvement

Chapitre 12

Mouvement dans un champ uniforme

Chapitre 13

Mouvement dans un champ de gravitation

Chapitre 14

Modélisation de l'écoulement d'un fluide

Chapitre BAC

Livret BAC : Thème 2

Chapitre introductif

Thème 3 : Conversions et transferts d'énergie

Chapitre 15

Étude d’un système thermodynamique

Chapitre 16

Bilans d'énergie thermique

Chapitre BAC

Livret BAC : Thème 3

Chapitre introductif

Thème 4 : Ondes et signaux

Chapitre 17

Propagation des ondes

Chapitre 18

Interférences et diffraction

Chapitre 19

Lunette astronomique

Chapitre 20

Effet photoélectrique et enjeux énergétiques

Chapitre 21

Évolutions temporelles dans un circuit capacitif

Chapitre BAC

Livret BAC : Thème 4

Chapitre 22

Méthode

Chapitre 23

Annexe

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Sur les traces de Kepler

P.346

ACTIVITÉ EXPÉRIMENTALE

90 minutes

3
Sur les traces de Kepler

À partir des relevés d’observations de l’époque, Johannes Kepler (1571‑1630) énonça trois lois mathématiques empiriques qui permirent dès lors de décrire le mouvement de révolution des planètes autour du Soleil.

➜ Est‑il possible, comme Kepler, de modéliser le mouvement des planètes ?

Objectifs

Exploiter des données astronomiques.

Doc. 1
Lois de Kepler (1571‑1630)

1^re loi : loi des orbites (1609)
Chaque planète décrit une ellipse dont le centre du Soleil est l’un des foyers.

2^e loi : loi des aires (1609)
Le segment reliant le centre de masse du Soleil à celui de la planète balaye des surfaces égales pendant des durées égales.

3^e loi : loi des périodes (1618)
Le carré de la période de révolution T d’une planète est proportionnel au cube du demi-grand axe a de sa trajectoire elliptique.

Doc. 2
Trajectoire elliptique

Doc. 3
Éphéméride Mercure

Positions de Mercure dans le repère héliocentrique (plan de l’écliptique)
Date	$x$ (u.a.)	$y$ (u.a.)
2019/02/06	$0, 349$	$- 0, 162$
2019/02/07	$0, 354$	$- 0, 135$
2019/02/08	$0, 358$	$- 0, 107$
2019/02/09	$0, 359$	$- 0, 079$
2019/02/10	$0, 359$	$- 0, 050$
2019/02/11	$0, 356$	$- 0, 021$
2019/02/12	$0, 351$	$0, 009$
2019/02/13	$0, 344$	$0, 038$
2019/02/14	$0, 334$	$0, 067$
2019/02/15	$0, 322$	$0, 095$
2019/02/16	$0, 307$	$0, 123$
2019/02/17	$0, 290$	$0, 150$
2019/02/18	$0, 271$	$0, 175$
2019/02/19	$0, 249$	$0, 199$
2019/02/20	$0, 225$	$0, 221$
2019/02/21	$0, 199$	$0, 241$
2019/02/22	$0, 170$	$0, 259$
2019/02/23	$0, 141$	$0, 274$
2019/02/24	$0, 109$	$0, 287$
2019/02/25	$0, 077$	$0, 296$
2019/02/26	$0, 044$	$0, 303$
2019/02/27	$0, 010$	$0, 306$
2019/02/28	$- 0, 023$	$0, 307$
2019/03/01	$- 0, 057$	$0, 304$
2019/03/02	$- 0, 090$	$0, 299$
2019/03/03	$- 0, 122$	$0, 290$
2019/03/04	$- 0, 153$	$0, 279$
2019/03/05	$- 0, 182$	$0, 265$
2019/03/06	$- 0, 210$	$0, 249$
2019/03/07	$- 0, 236$	$0, 231$
2019/03/08	$- 0, 261$	$0, 212$
2019/03/09	$- 0, 283$	$0, 190$
2019/03/10	$- 0, 304$	$0, 167$
2019/03/11	$- 0, 322$	$0, 143$
2019/03/12	$- 0, 338$	$0, 118$
2019/03/13	$- 0, 352$	$0, 093$
2019/03/14	$- 0, 364$	$0, 067$
2019/03/15	$- 0, 374$	$0, 040$
2019/03/16	$- 0, 382$	$0, 013$
2019/03/17	$- 0, 387$	$- 0, 014$
2019/03/18	$- 0, 391$	$- 0, 040$
2019/03/19	$- 0, 393$	$- 0, 067$
2019/03/20	$- 0, 394$	$- 0, 093$
2019/03/21	$- 0, 392$	$- 0, 119$
2019/03/22	$- 0, 389$	$- 0, 145$
2019/03/23	$- 0, 384$	$- 0, 170$
2019/03/24	$- 0, 378$	$- 0, 194$
2019/03/25	$- 0, 370$	$- 0, 217$
2019/03/26	$- 0, 361$	$- 0, 240$
2019/03/27	$- 0, 351$	$- 0, 261$
2019/03/28	$- 0, 339$	$- 0, 282$
2019/03/29	$- 0, 326$	$- 0, 302$
2019/03/30	$- 0, 312$	$- 0, 321$
2019/03/31	$- 0, 298$	$- 0, 339$
2019/04/01	$- 0, 282$	$- 0, 355$
2019/04/02	$- 0, 265$	$- 0, 371$
2019/04/03	$- 0, 247$	$- 0, 385$
2019/04/04	$- 0, 229$	$- 0, 399$
2019/04/05	$- 0, 210$	$- 0, 411$
2019/04/06	$- 0, 190$	$- 0, 422$

On précise que

1

u.a.

= 1, 5 \times 1 0^{8}

km.

Compétences

✔ REA : Mettre en œuvre un protocole

✔ RAI/ANA : Elaborer un protocole

Questions

1. À partir de l’éphéméride de Mercure, compléter les positions manquantes de la trajectoire de Mercure imprimée sur une feuille de papier simple, canson ou cartonnée.

2. Décrire la nature de la trajectoire de Mercure autour du Soleil.

3. En déduire la loi de Kepler ainsi illustrée. Préciser alors la position occupée par le Soleil.

4. Identifier et placer l’aphélie

A

et le périhélie

P

de la planète. Tracer le grand axe, et déterminer son milieu

C

, centre de l’ellipse ainsi que le second foyer.

5. Proposer un protocole utilisant une ficelle pour vérifier que la trajectoire est une ellipse.

6. Sachant que la masse

m

d’une feuille est proportionnelle à sa surface

S

, proposer alors un protocole qui permette de vérifier la 2^e loi de Kepler à partir de la masse des aires

A_{13}

A_{ij}

A_{kl}

. Réaliser le protocole.

7. Exprimer la relation mathématique qui traduit la troisième loi de Kepler.

Voir la correction

Synthèse de l'activité

Proposer une carte mentale illustrant les points essentiels des trois lois de Kepler.

Dessinez ici

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Physique-Chimie Terminale

Chapitre introductif

Préparation aux épreuves du Bac

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Thème 1 : Composition et évolution d'un système

Chapitre 1

Modélisation des transformations acide-base

Chapitre 2

Analyse physique d'un système chimique

Chapitre 3

Méthode de suivi d'un titrage

Chapitre 4

Évolution temporelle d'une transformation chimique

Chapitre 5

Évolution temporelle d'une transformation nucléaire

Chapitre BAC

Livret BAC : Thème 1

Chapitre introductif

Thème 1 bis : Prévision et stratégie en chimie

Chapitre 6

Évolution spontanée d'un système chimique

Chapitre 7

Équilibres acide-base

Chapitre 8

Transformations chimiques forcées

Chapitre 9

Structure et optimisation en chimie organique

Chapitre 10

Stratégies de synthèse

Chapitre BAC

Livret BAC : Thème 1 bis

Chapitre introductif

Thème 2 : Mouvement et interactions

Chapitre 11

Description d'un mouvement

Chapitre 12

Mouvement dans un champ uniforme

Chapitre 13

Mouvement dans un champ de gravitation

Chapitre 14

Modélisation de l'écoulement d'un fluide

Chapitre BAC

Livret BAC : Thème 2

Chapitre introductif

Thème 3 : Conversions et transferts d'énergie

Chapitre 15

Étude d’un système thermodynamique

Chapitre 16

Bilans d'énergie thermique

Chapitre BAC

Livret BAC : Thème 3

Chapitre introductif

Thème 4 : Ondes et signaux

Chapitre 17

Propagation des ondes

Chapitre 18

Interférences et diffraction

Chapitre 19

Lunette astronomique

Chapitre 20

Effet photoélectrique et enjeux énergétiques

Chapitre 21

Évolutions temporelles dans un circuit capacitif

Chapitre BAC

Livret BAC : Thème 4

Chapitre 22

Méthode

Chapitre 23

Annexe

3Sur les traces de Kepler

➜ Est‑il possible, comme Kepler, de modéliser le mouvement des planètes ?

Objectifs

Doc. 1Lois de Kepler (1571‑1630)

Doc. 2Trajectoire elliptique

Doc. 3Éphéméride Mercure

Compétences

Questions

Synthèse de l'activité

Les manuels scolaires

La communauté

3
Sur les traces de Kepler

Doc. 1
Lois de Kepler (1571‑1630)

Doc. 2
Trajectoire elliptique

Doc. 3
Éphéméride Mercure