Chapitre 4
Problèmes et tâches complexes
Le noyau de l'atome
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32Beaucoup de vide ?
✔ APP : Extraire l'information utile sur des supports variés
La matière serait principalement constituée de vide.
Quel volume occuperaient les noyaux des atomes qui constituent l'humanité ?
Quel volume occuperaient les noyaux des atomes qui constituent l'humanité ?
Données
- Population mondiale en octobre 2018 : 7 660 000 000 ;
- Masse moyenne d'un être humain : 60 kg ;
- Volume d'une sphère de rayon \bf{R} :V=\dfrac{4}{3} \pi R^{3} ;
- Rayon moyen d'un noyau d'atome : 3\text{,}00 \times 10^{-15} m.
Doc. 1
Composition de quelques atomes
| Atome | Numéro atomique (Z) | Nombre de masse (A) |
| Hydrogène | 1 | 1 |
| Carbone | 6 | 12 |
| Azote | 7 | 14 |
| Oxygène | 8 | 16 |
Doc. 2
Composition massique simplifiée d'un être humain
Doc. 3
Castellers (pyramide humaine), Espagne
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DFabrication de pièces
✔ Utiliser la proportionnalité et les puissances de 10 pour calculer
Les pièces de 1, 2 et 5 centimes d'euro sont composées d'acier plaqué de cuivre.
Quel serait le surcoût de les fabriquer en cuivre ?
Quel serait le surcoût de les fabriquer en cuivre ?
Doc. 1
Dimensions des pièces
| Pièce | Diamètre | Épaisseur | Masse |
| 1 centime | 16,25 mm | 1,67 mm | 2,30 g |
| 2 centimes | 18,75 mm | 1,67 mm | 3,06 g |
| 5 centimes | 21,25 mm | 1,67 mm | 3,92 g |
Doc. 2
Prix des métaux
| Métal | Prix par kg |
|---|---|
| Cuivre | 4,00 € |
| Zinc | 1,30 € |
| Acier inoxydable | 0,50 € |
Informations extraites du site du recycleur de métaux : phenix-recyclage.com
Doc. 3
Épaisseur du placage
Pour le placage des bijoux, il est recommandé une épaisseur de 5 μm pour un collier ou des boucles d'oreilles, car il n'y a pas trop d'usure. Pour les bracelets, on conseille 10 μm et pour les bagues 20 μm minimum, car il y a plus d'usure.
D'après Charlotte Carrier, « Le plaquage », placedelor-toulouse.com, 25 Juillet 2015.
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Retour sur la problématique du chapitre
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33Un si petit personnage
✔ MATH : Pratiquer le calcul numérique (puissance de 10)
Les ingénieurs et les scientifiques d'IBM ont dû faire preuve d'une grande précision pour réaliser ce court film.
1. Quel est l'ordre de grandeur du diamètre d'un atome ?
2. Combien d'atomes composent le personnage principal ?
3. Estimer la taille réelle du personnage du film.
4. On souhaite tourner à nouveau le film en donnant une taille humaine (1,80 m) au personnage. Quel objet va-t-on alors utiliser pour remplacer ses atomes ?
1. Quel est l'ordre de grandeur du diamètre d'un atome ?
2. Combien d'atomes composent le personnage principal ?
3. Estimer la taille réelle du personnage du film.
4. On souhaite tourner à nouveau le film en donnant une taille humaine (1,80 m) au personnage. Quel objet va-t-on alors utiliser pour remplacer ses atomes ?
Données
- Diamètre d'une tête d'épingle : 1,0 mm ;
- Diamètre d'une bille : 1,0 cm ;
- Diamètre d'une balle de ping-pong : 40 mm ;
- Diamètre d'une balle de tennis : 6,5 cm ;
- Diamètre d'un ballon de handball : 18 cm ;
- Diamètre d'un ballon de football : 22 cm ;
- Diamètre d'un ballon de basket : 24,3 cm.
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Retrouvez A boy and his atom .
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