M. VERHILLE — Physique-Chimie · 3eme — Format exercice type DNB Coche la bonne reponse. Une seule reponse correcte par question.

Question 1

Un atome a un diametre d'environ 2 × 10⁻¹⁰ m. Un noyau a un diametre d'environ 2 × 10⁻¹⁴ m. Combien de fois le diametre de l'atome est-il plus grand que celui du noyau ?

Tip : Pour comparer deux grandeurs en notation scientifique, divise-les. Pour les puissances de 10, soustrait les exposants.

◻ A) 4 fois
◻ B) 100 fois
✅ C) 10 000 fois (10⁴)
◻ D) 1 000 000 fois (10⁶)

Feedback bonne reponse : "Bravo ! (2 × 10⁻¹⁰) / (2 × 10⁻¹⁴) = 10⁻¹⁰⁺¹⁴ = 10⁴ = 10 000. L'atome est 10 000 fois plus grand que son noyau. La matiere est essentiellement vide !" Feedback mauvaise reponse A : "Non. Tu as soustrait les coefficients (10-14) au lieu de soustrait les exposants (-10 et -14). Resultat : 10^(-10-(-14)) = 10^4 = 10 000." Feedback mauvaise reponse B : "Non. 100 = 10² : erreur sur les exposants. (-10) - (-14) = +4, donc 10⁴ = 10 000." Feedback mauvaise reponse D : "Non. Il faut diviser les deux diamètres donnés ; aucune autre comparaison n’est nécessaire. Ici, (10⁻¹⁰)/(10⁻¹⁴) = 10⁴, pas 10⁶."

Question 2

Le cable sous-marin SAFE relie La Reunion a l'Ile Maurice, soit environ 220 km. Exprime cette distance en notation scientifique en metres.

Tip : 1 km = 1000 m = 10³ m. Convertis d'abord en metres, puis ecris en notation scientifique.

◻ A) 220 m
◻ B) 2,2 × 10³ m
✅ C) 2,2 × 10⁵ m
◻ D) 2,2 × 10⁷ m

Feedback bonne reponse : "Bravo ! 220 km = 220 × 10³ m = 220 000 m = 2,20 × 10⁵ m. La notation scientifique s'ecrit avec un chiffre avant la virgule entre 1 et 10 : 2,2 × 10⁵." Feedback mauvaise reponse A : "Non. Tu n'as pas converti km en m. 220 km = 220 000 m = 2,2 × 10⁵ m." Feedback mauvaise reponse B : "Non. 2,2 × 10³ m = 2200 m = 2,2 km. Tu as oublie de multiplier par 1000 : 220 km × 10³ m/km = 2,2 × 10⁵ m." Feedback mauvaise reponse D : "Non. 2,2 × 10⁷ m = 22 000 km. Tu as mal compte les zeros."

Question 3

La distance La Reunion - Paris est d'environ 9 400 km. Ecrite en notation scientifique, cette valeur est :

Tip : La notation scientifique impose un chiffre significatif avant la virgule, compris entre 1 inclus et 10 exclu.

◻ A) 94 × 10² km
◻ B) 0,94 × 10⁴ km
✅ C) 9,4 × 10³ km
◻ D) 9,4 × 10⁴ km

Feedback bonne reponse : "Bravo ! 9 400 km = 9,4 × 10³ km. La notation scientifique impose 1 ≤ a < 10 devant la puissance de 10 : le chiffre '9,4' est entre 1 et 10. C'est correct." Feedback mauvaise reponse A : "Non. 94 × 10² n'est pas en notation scientifique car 94 > 10. Il faut ecrire 9,4 × 10³." Feedback mauvaise reponse B : "Non. 0,94 × 10⁴ n'est pas en notation scientifique car 0,94 < 1. Il faut ecrire 9,4 × 10³." Feedback mauvaise reponse D : "Non. 9,4 × 10⁴ = 94 000 km, pas 9 400 km. L'exposant est trop grand d'un ordre de grandeur."

Question 4

La longueur d'onde de la lumiere rouge est d'environ 700 nm (nanometres). Convertis cette valeur en metres.

Tip : 1 nm = 10⁻⁹ m. Multiplie par la valeur du prefixe nano.

◻ A) 700 × 10⁻⁶ m = 7 × 10⁻⁴ m
✅ B) 700 × 10⁻⁹ m = 7 × 10⁻⁷ m
◻ C) 700 × 10⁻³ m = 7 × 10⁻¹ m
◻ D) 700 × 10⁻¹² m = 7 × 10⁻¹⁰ m

Feedback bonne reponse : "Bravo ! 1 nm = 10⁻⁹ m (nano = 10⁻⁹). Donc 700 nm = 700 × 10⁻⁹ m = 7 × 10² × 10⁻⁹ m = 7 × 10⁻⁷ m. La lumiere visible va de 380 nm (violet) a 780 nm (rouge), soit de 3,8 × 10⁻⁷ a 7,8 × 10⁻⁷ m." Feedback mauvaise reponse A : "Non. Tu as utilise micro (10⁻⁶) au lieu de nano (10⁻⁹). 1 nm = 10⁻⁹ m, pas 10⁻⁶ m." Feedback mauvaise reponse C : "Non. Tu as utilise milli (10⁻³) au lieu de nano (10⁻⁹). 1 nm = 10⁻⁹ m." Feedback mauvaise reponse D : "Non. Tu as utilise pico (10⁻¹²) au lieu de nano (10⁻⁹). 1 nm = 10⁻⁹ m."

Question 5

La vitesse de la lumiere dans le vide est c = 3 × 10⁸ m/s. En combien de temps (en minutes) la lumiere met-elle pour parcourir la distance Terre-Soleil (1,5 × 10¹¹ m) ?

Tip : Utilise t = d/v. Puis convertis en minutes (1 min = 60 s).

◻ A) 0,5 s
◻ B) 5 s
✅ C) 8 min 20 s (environ 500 s)
◻ D) 8 h 20 min

Feedback bonne reponse : "Bravo ! t = d/v = (1,5 × 10¹¹) / (3 × 10⁸) = 0,5 × 10³ = 500 s = 8 min 20 s. La lumiere met 8 minutes pour nous parvenir du Soleil. Si le Soleil s'eteignait, nous ne le saurions que 8 minutes plus tard !" Feedback mauvaise reponse A : "Non. 0,5 s est trop court. Verifie le calcul : 1,5 × 10¹¹ / 3 × 10⁸ = 0,5 × 10³ = 500 s." Feedback mauvaise reponse B : "Non. 5 s est trop court. Le resultat est 500 s = 8 min 20 s." Feedback mauvaise reponse D : "Non. 8 h 20 min = 30 000 s : trop long. La reponse est 500 s = 8 min 20 s."

Question 6

L'ile de La Reunion a une superficie d'environ 2512 km². Exprime cette superficie en m².

Tip : 1 km = 10³ m, donc 1 km² = (10³ m)² = 10⁶ m². Multiplie la superficie en km² par 10⁶.

◻ A) 2,512 × 10⁶ m²
◻ B) 2,512 × 10⁷ m²
✅ C) 2,512 × 10⁹ m²
◻ D) 2,512 × 10¹² m²

Feedback bonne reponse : "Bravo ! 1 km² = 10⁶ m². Donc 2512 km² = 2512 × 10⁶ m² = 2,512 × 10³ × 10⁶ m² = 2,512 × 10⁹ m². Attention : pour les surfaces, le facteur de conversion est au CARRE." Feedback mauvaise reponse A : "Non. Tu as multiplie par 10³ (conversion des longueurs) au lieu de 10⁶ (conversion des surfaces). 1 km² = 10⁶ m², pas 10³ m²." Feedback mauvaise reponse B : "Non. 2,512 × 10⁷ m² = 25,12 km². L'erreur est dans le nombre de zeros de conversion." Feedback mauvaise reponse D : "Non. 2,512 × 10¹² m² = 2,512 × 10⁶ km² = 2,5 millions de km² (taille d'un continent). La Reunion ne fait que 2512 km²."

Question 7

Calcule : (4 × 10³) × (2 × 10⁻⁵).

Tip : Separe les coefficients et les puissances de 10. Multiplie les coefficients entre eux, additionne les exposants.

◻ A) 8 × 10⁻¹⁵
◻ B) 8 × 10⁸
✅ C) 8 × 10⁻²
◻ D) 2 × 10⁻²

Feedback bonne reponse : "Bravo ! (4 × 2) × (10³ × 10⁻⁵) = 8 × 10^(3+(-5)) = 8 × 10⁻² = 0,08. Regle : pour multiplier des puissances de 10, on additionne les exposants." Feedback mauvaise reponse A : "Non. Tu as multiplie les exposants (3 × (-5) = -15) au lieu de les additionner. On ADDITIONNE les exposants lors d'une multiplication : 3 + (-5) = -2." Feedback mauvaise reponse D : "Non. 4 × 2 = 8, pas 2. Les coefficients se multiplient aussi."

Feedback mauvaise reponse B : "Non. Pour multiplier 10³ par 10⁻⁵, on additionne les exposants : 3 + (−5) = −2. Les soustraire donnerait à tort +8."

Question 8

La masse d'un proton est m_p = 1,67 × 10⁻²⁷ kg et la masse d'un electron est m_e = 9,11 × 10⁻³¹ kg. Quelle est la valeur approchée du rapport m_p / m_e, arrondie à la centaine la plus proche ?

Tip : Divise les deux masses. Pour les puissances de 10, soustrait les exposants. Approxime les coefficients.

◻ A) Environ 2 (le proton est 2 fois plus lourd)
◻ B) Environ 18
✅ C) Environ 1800 (le proton est environ 1 833 fois plus lourd)
◻ D) Environ 10⁴

Feedback bonne reponse : "Bravo ! m_p / m_e ≈ (1,67 × 10⁻²⁷) / (9,11 × 10⁻³¹) ≈ (1,67/9,11) × 10⁻²⁷⁺³¹ ≈ 0,183 × 10⁴ ≈ 1833. Le proton est environ 1833 fois plus lourd que l'electron. C'est pourquoi la masse de l'atome est quasi uniquement due au noyau." Feedback mauvaise reponse A : "Non. Le rapport est bien superieur a 2. Calcule : 10⁻²⁷ / 10⁻³¹ = 10⁴, puis ajuste avec les coefficients : environ 1 833." Feedback mauvaise reponse B : "Non. Le rapport des coefficients vaut environ 0,183 ; il faut ensuite multiplier par 10⁴, ce qui donne environ 1 833." Feedback mauvaise reponse D : "Non. 10⁴ = 10 000 est trop grand. Le resultat precis est environ 1 833 ≈ 2 × 10³."

Question 9

Un cyclone tropical se deplace vers La Reunion a une vitesse de 15 km/h dans le referentiel terrestre. Dans un modèle simplifié, cette vitesse reste constante pendant 48 heures. Calculer la distance parcourue pendant ces 48 heures.

Tip : d = v × t. Assure-toi que v et t sont dans des unites compatibles.

◻ A) 315 km
◻ B) 5760 km
✅ C) 720 km
◻ D) 31,25 km

Feedback bonne reponse : "Bravo ! d = v × t = 15 km/h × 48 h = 720 km. Les unites sont compatibles (km/h × h = km). Ce calcul illustre un mouvement à vitesse constante ; il ne permet pas, à lui seul, de prévoir la trajectoire ou l’arrivée réelle d’un cyclone." Feedback mauvaise reponse A : "Non. Peut-etre as-tu utilise 21 h ou une autre valeur. d = 15 × 48 = 720 km." Feedback mauvaise reponse B : "Non. 5760 km correspond peut-etre a 15 km/min × 48 × 60. Verifie les unites : 15 km/h et 48 heures → d = 15 × 48 = 720 km." Feedback mauvaise reponse D : "Non. Peut-etre as-tu divise au lieu de multiplier. d = v × t = 15 × 48 = 720 km."

Question 10

Le diametre de la Terre est d_T = 1,27 × 10⁷ m et le diametre du Soleil est d_S = 1,39 × 10⁹ m. Quel est le rapport d_S/d_T arrondi à la dizaine la plus proche ?

Tip : Calcule le rapport d_S / d_T. Divise les coefficients, soustrait les exposants.

◻ A) Environ 10 fois
◻ B) Environ 100 fois
✅ C) Environ 110 fois
◻ D) Environ 1000 fois

Feedback bonne reponse : "Bravo ! d_S / d_T = (1,39 × 10⁹) / (1,27 × 10⁷) = (1,39/1,27) × 10^(9-7) = 1,09 × 10² ≈ 109. Le Soleil est environ 109 fois plus grand que la Terre en diametre. En volume, il est environ 1,3 million de fois plus grand !" Feedback mauvaise reponse A : "Non. Tu n'as considere que le rapport des puissances de 10 (10²/10 = 10) sans les coefficients. 10² × (1,39/1,27) ≈ 109." Feedback mauvaise reponse B : "Non. 10² = 100 est l'ordre de grandeur, mais le calcul precis donne 1,09 × 10² ≈ 109, soit environ 110." Feedback mauvaise reponse D : "Non. 10³ = 1000 serait si les exposants differaient de 3. Ici 9 - 7 = 2, donc le rapport des puissances est 10²."

Tips — Aide-memoire

Tip 1 — Notation scientifique

A retenir : Un nombre en notation scientifique s'ecrit a × 10ⁿ avec 1 ≤ a < 10 et n entier. Exemples : 6 400 000 m = 6,4 × 10⁶ m. 0,00035 m = 3,5 × 10⁻⁴ m. Pour trouver n : compte les deplacements de la virgule.

Piege a eviter : Le coefficient doit etre ≥ 1 ET < 10. Ni 0,5 × 10⁵ (trop petit), ni 50 × 10³ (trop grand). La forme correcte est 5 × 10⁴.

Tip 2 — Prefixes SI

A retenir :

Prefixe	Symbole	Valeur
nano	n	10⁻⁹
micro	μ	10⁻⁶
milli	m	10⁻³
centi	c	10⁻²
kilo	k	10³
mega	M	10⁶
giga	G	10⁹

Piege a eviter : Confondre milli (10⁻³) et micro (10⁻⁶). "Milli" vient de millieme (1/1000). "Micro" est encore 1000 fois plus petit.

Tip 3 — Operations sur les puissances de 10

A retenir :

Multiplication : 10ᵃ × 10ᵇ = 10^(a+b). Ex : 10³ × 10⁴ = 10⁷
Division : 10ᵃ / 10ᵇ = 10^(a-b). Ex : 10⁵ / 10² = 10³
Puissance : (10ᵃ)ᵇ = 10^(a×b). Ex : (10³)² = 10⁶
10⁰ = 1. 10¹ = 10. 10⁻¹ = 0,1.

Piege a eviter : Pour multiplier des puissances de 10, on ADDITIONNE les exposants (pas on les multiplie).

Tip 4 — Ordres de grandeur remarquables

A retenir :

Noyau atomique : ~10⁻¹⁵ m
Atome : ~10⁻¹⁰ m
Bacterie : ~10⁻⁶ m
Epaisseur cheveu : ~10⁻⁴ m
Humain : ~1 m (= 10⁰ m)
Distance Paris-La Reunion : ~10⁷ m
Rayon de la Terre : ~6,4 × 10⁶ m
Distance Terre-Soleil : ~1,5 × 10¹¹ m
Annee-lumiere : ~9,5 × 10¹⁵ m

Piege a eviter : Se souvenir que l'atome est ~10⁻¹⁰ m (pas 10⁻⁷ ni 10⁻¹²).

Tip 5 — Formule d = v × t et conversions

A retenir : d = v × t (distance = vitesse × temps). Verifie toujours la coherence des unites. Si v est en m/s et t en s, d est en m. Si v est en km/h et t en h, d est en km.

Conversion km/h ↔ m/s : v (m/s) = v (km/h) / 3,6

Piege a eviter : Melanger les unites. 72 km/h = 72/3,6 = 20 m/s. Ne jamais additionner km et m sans convertir.

Drag the Words — Texte a trous

Exercice 1 — Notation scientifique

La notation scientifique s'ecrit a × 10ⁿ avec 1 ≤ a < 10. Par exemple, 4 500 000 = 4,5 × 10 6. La distance La Reunion-Afrique du Sud vaut environ 4900 km = 4,9 × 10³ km = 4,9 × 10 6 m. La taille d'un atome est 2 × 10 -10 m = 0,000 000 0002 m.

Feedback reussi : "Parfait ! Tu maitrises la notation scientifique et les conversions associees." Feedback incomplet : "Relis le Tip 1. Coefficient : entre 1 et 10. Exponent : nombre de deplacement de virgule. Attention au signe de l'exposant (grand nombre → exposant +, petit nombre → exposant -)."

Exercice 2 — Prefixes SI

Le prefixe nano correspond a 10⁻⁹. Un nanometre (nm) est 10 −9 m. Le prefixe kilo correspond a 10³. Un kilometre (km) est 10 3 m. Le prefixe micro correspond a 10 -6. La taille d’une petite bactérie est de l’ordre du micromètre (μm).

Feedback reussi : "Bravo ! Tu connais les prefixes SI et leurs valeurs en puissances de 10." Feedback incomplet : "Relis le Tip 2. nano = 10⁻⁹, micro = 10⁻⁶, milli = 10⁻³, kilo = 10³, mega = 10⁶."

Exercice 3 — Operations sur les puissances

Pour multiplier des puissances de 10, on additionne les exposants : 10³ × 10⁴ = 10 7. Pour diviser, on soustrait les exposants : 10⁸ / 10⁵ = 10 3. Le rapport entre la taille de l'atome (10⁻¹⁰ m) et la taille du noyau (10⁻¹⁵ m) est 10⁻¹⁰ / 10⁻¹⁵ = 10 5 = 100 000.

Feedback reussi : "Excellent ! Tu sais effectuer des calculs avec les puissances de 10." Feedback incomplet : "Relis le Tip 3. Multiplication : additionner les exposants. Division : soustraire les exposants. Exemple : 10⁻¹⁰ / 10⁻¹⁵ = 10^(-10+15) = 10⁵."

Exercice 4 — Ordres de grandeur remarquables

Un atome a un diametre d'environ 10 -10 m. Pour un diamètre de noyau de 10⁻¹⁵ m, le rapport atome/noyau vaut 10 5, soit 100 000. La Reunion est situee a environ 9400 km = 9,4 × 10 3 km = 9,4 × 10 6 m de Paris. La distance Terre-Soleil est 1,5 × 10 11 m. La lumiere (3 × 10⁸ m/s) la parcourt en environ 500 secondes = 8 minutes et 20 secondes.

Feedback reussi : "Bravo ! Tu situes les ordres de grandeur remarquables sur la frise." Feedback incomplet : "Relis le Tip 4. Retiens les ordres de grandeur cles : atome (10⁻¹⁰ m), humain (10⁰ m), Terre-Soleil (10¹¹ m)."

Exercice 5 — Vitesse et distance

La formule fondamentale est d = v × t. La vitesse de la lumiere est c = 3 × 10⁸ m/s. Le son se propage a environ 340 m/s dans l'air. Un cyclone se deplacant a 60 km/h parcourt en 12 heures une distance de 60 × 12 = 720 km. Pour convertir km/h en m/s, on divise par 3,6 : 72 km/h = 20 m/s.

Feedback reussi : "Parfait ! Tu maitrises la formule d = v × t et les conversions d'unites." Feedback incomplet : "Relis le Tip 5. d = v × t. Convertis toujours les unites avant de calculer. km/h ÷ 3,6 = m/s."