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l'astronomie au bac cette année

anzac80

Par anzac80
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anzac80

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Cette année l'astronomie a eu droit à son sujet dans l'épreuve de physique/chimie du bac S avec comme sujet la planète Tatooine et ses deux soleils

anzac80

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Non pas tout. Calcul de masse moyenne des soleils et une question d'effet optique. Vas sur bankexam et regard la troisième partie du sujet

Jean-Baptiste_Paris

Jean-Baptiste_Paris

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EXERCICE III - COUCHER DE SOLEILS SUR TATOOINE (5 points)

 

Dans la saga Star Wars, deux héros, Luke et Anakin Skywalker, ont passé leur enfance sur la planète Tatooine. Cette planète désertique a la particularité d’être en orbite autour de deux étoiles : Tatoo 1 et Tatoo 2. On se propose de déterminer quelques caractéristiques de cette planète et de ses deux étoiles à partir de données extraites du film.

 

Données : masse et rayon du Soleil et de la Terre (...)

constante gravitationnelle : G = (...) ;

volume d’une sphère de rayon r : (...)

 

584

 

L’orbite de Tatooine

 

Impossible d'évoquer la célèbre planète Tatooine, repère de brigands galactiques sur lequel règne le fameux Jabba le Hutt, sans parler de ses deux soleils(ou étoiles). Cette particularité n'est pas si étonnante quand on considère que les deux tiers des étoiles visibles à l'œil nu font partie d'un système multiple. Le problème n'est donc pas de trouver une étoile double, mais de comprendre comment une planète peut évoluer dans un tel système. (…) L'orbite de Tatooine pourrait englober ses deux soleils à la fois. Ce type d'orbite n'est stable que si la distance qui sépare la planète de ses soleils est au moins quatre fois plus grande que celle qui sépare les étoiles. Du point de vue de la planète, tout se passe comme si les étoiles ne faisaient qu'une. Peut-on estimer le rayon de l'orbite de Tatooine ? Oui, bien sûr ! (…) Remarquons d'abord que les deux étoiles sont assez semblables à notre Soleil : l'une est jaune et l'autre est orange, laissant supposer qu'elle est un peu plus froide. Si ces deux étoiles étaient trop proches l'une de l'autre, elles devraient être déformées par leur gravité mutuelle. Comme aucune déformation n'est perceptible dans la scène du coucher des soleils, on peut calculer que leur distance est légèrement supérieure à 10 millions de kilomètres. Pour avoir une orbite stable Tatooine doit donc être distante de ces deux étoiles d'au moins 40 millions de kilomètres. En fait, elle ne doit pas être si près, sous peine d'être vraiment trop chaude et totalement inhabitable. Deux cent millions de kilomètres est une bonne position : à cette distance Tatooine reçoit une énergie lumineuse un peu supérieure à celle qui frappe la Terre, ce qui expliquerait son aspect désertique. D’après Carte blanche à Roland Lehoucq, astrophysicien, http://www.knowtex.com/nav/les-secrets-de-star-wars_26418

 

 

1. Les étoiles Tatoo 1 et Tatoo 2

 

1.1.En supposant que Tatoo 1 et Tatoo 2 ne sont pas déformées et sont à égale distance de Tatooine, montrer, en s’appuyant sur la photo et sur le texte, que la valeur du rayon de chacune des deux étoiles est environ égale à deux millions de kilomètres. Justifier avec soin la démarche utilisée. On adoptera pour la suite de l’exercice cette valeur commune pour le rayon des deux étoiles.

1.2.En supposant que les deux étoiles ont la même masse volumique moyenne que le Soleil, évaluer l’ordre de grandeur de la masse MTatoo de Tatoo (1 ou 2). Commenter le résultat obtenu.

 

 

2. Tatooine en orbite

 

Du point de vue de Tatooine, tout se passe comme si les étoiles ne faisaient qu'une, l’étoile unique 31 équivalente sera appelée Tatoo 1-2 ; sa masse sera prise égale à 9,5×10 kg.

 

2.1.Justifier la phrase précédente à l’aide d’informations données dans le texte.

 

2.2.Faire un schéma du système Tatooine-Tatoo 1-2 et représenter sans souci d’échelle la force d’attraction gravitationnelle exercée par Tatoo 1-2 sur Tatooine ainsi que le vecteur accélération de la planète Tatooine dans le référentiel lié à Tatoo 1-2 considéré comme galiléen.

2.3.Montrer que le mouvement, supposé circulaire, de la planète dans ce référentiel est uniforme.

 

2.4.Déduire des résultats précédents et du texte, la valeur de la période de révolution de Tatooine. Comparer cette valeur à la période de révolution de la Terre autour du Soleil.

 

Heureusement qu'ils n'ont pas pris comme référence cinématographique Interstellar ! ;)

 

Sinon l'exo est sympa, mais j'hallucine qu'on rappelle la formule du volume d'une sphère aux candidats du bac S ! :b:

 

jb

Modifié par Jean-Baptiste_Paris
stefg1971

stefg1971

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J'ai surveillé l'épreuve

 

J'ai séché sur la première question quelques minutes avant de me rendre compte qu'il suffisait juste de faire un calcul d'échelle sur la photo (on connait la distance entre les deux étoiles).

Les deux dernières questions , surtout la dernière, ne se traitent pas en deux lignes comme les précédentes. Ce qui m'agace c'est qu'on nous a dit qu'il ne fallait pas parler de la base de Frenet et que la démonstration du mouvement circulaire uniforme est quasi impossible sans cela.

Ce programme est un joli fourre-tout qui fait illusion de loin mais rien n'est approfondi. Je vais m'arrêter là car je vais m'énerver, il y a des gens bien plus intelligents qui moi qui l'ont pensé donc je dois me tromper...

 

edit pour JB : oui ils ne connaissent pas le volume de la sphère et je ne mettrai pas ma main à couper pour la circonférence... c'est comme ça, on te rétorquera que cela ne sert à rien avec internet.

Modifié par stefg1971
benjamindenantes

benjamindenantes

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Heureusement qu'ils n'ont pas pris comme référence cinématographique Interstellar ! ;)

 

Sinon l'exo est sympa, mais j'hallucine qu'on rappelle la formule du volume d'une sphère aux candidats du bac S ! :b:

 

jb

 

En effet, le formulaire pour le volume de la sphère c'est quand même fort!!

Jean-Baptiste_Paris

Jean-Baptiste_Paris

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C'est vrai que c'est intéressant... si on m'avait posé la question a priori, j'aurais eu tendance à dire que Tatooine ne pourrait pas exister réellement car le système serait trop instable avec une étoile double...

 

jb

Moot

Moot

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Ce programme est un joli fourre-tout qui fait illusion de loin mais rien n'est approfondi. Je vais m'arrêter là car je vais m'énerver, il y a des gens bien plus intelligents qui moi qui l'ont pensé donc je dois me tromper...
Ah tiens, je ne suis pas le seul à m'en être aperçu :cool: ?

Oui, ils sont hyper-intelligents, ce sont eux qui le disent, mais leur modestie surpasse leur intelligence :be:.

AstroFilDu76

AstroFilDu76

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Petit aparté hors sujet : les conférences de Roland Lehoucq sont sympas, sa grande passion est de décortiquer les films et séries de SF... Mais vous connaissez sûrement.

bongibong

bongibong

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Petit aparté hors sujet : les conférences de Roland Lehoucq sont sympas, sa grande passion est de décortiquer les films et séries de SF... Mais vous connaissez sûrement.
Oui, Star Wars, Gravity, Avatar, Interstellar y sont passés.

Par contre Sunshine, et Promotheus, c'est de la méga daube. Il le dit lors d'une conférence (du coup... ch'uis pas le seul à le penser).

Moot

Moot

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Ah, au fait, dans "leur" problème, ils font calculer une masse de chaque étoile d'environ 20 fois celle du soleil (ils supposent en effet qu'elles ont la même densité que notre étoile à nous).

L'ennui, c'est qu'une étoile 20 fois plus massive que le soleil a une luminosité très importante (dans les 50.000 fois celle du soleil !), une température très élevée (dans les 30.000 K, à la limite de la classe O) et qu'elle a également un diamètre qui lui donne une densité plutôt faible. Inutile d'ajouter qu'une planète en orbite à 200 millions de kilomètre d'un tel système serait grillée par le rayonnement, par surcroît riche en UV.

 

Une certitude, donc : s'il est cité, Roland Lehoucq n'a sans doute pas été lu jusqu'au bout...

popov

popov

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si on m'avait posé la question a priori, j'aurais eu tendance à dire que Tatooine ne pourrait pas exister réellement car le système serait trop instable avec une étoile double...

 

jb

 

0/20 pour monsieur Jean-Baptiste.

Cela vous apprendra à penser que vous être le plus malin.

Moot

Moot

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j'aurais encore préféré faire cet exercice que celui sur la betterave !
Comment ça ? La betterave, cette racine noble grâce à laquelle nous avons assuré notre indépendance sucrière !

Réhabilitons la betterave !

stefg1971

stefg1971

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L'exercice sur Tatooine a bien été foiré dans l'ensemble par les élèves. La betterave relève le niveau !

Modifié par stefg1971
Moot

Moot

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L'exercice sur Tatooine a bien été foiré dans l'ensemble par les élèves.
C'est normal : le dernier des trois est celui où ils passent juste le temps qu'il leur reste après avoir ramé sur les deux premiers.
Fred_76

Fred_76

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Star Wars au bac... On aura tout vu ! (Mais j'adore !)

 

Quand est ce qu'on aura des références à M. Dorcel aux épreuves de SVT ?

bongibong

bongibong

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Star Wars au bac... On aura tout vu ! (Mais j'adore !)[/Quote]Au contraire, je trouve que c'est génial. C'est une façon de montrer aux étudiants que ce qu'ils apprennent, ça peut servir partout.

D'ailleurs, je me demande si Roland n'a pas inspiré le sujet.

 

En plus c'est exactement ça la démarche scientifique, déduire de l'observation ce qu'on peut de ce qu'on sait aujourd'hui, et les confronter à leur réalisme.

 

Aller, en question de spécialité : après avoir visionné Star Wars épidode I, en déduire la puissance d'un sabre laser, vous avez 2h pour voir le film (ça veut dire que l'info n'est pas à la fin du film), et ensuite vous avez 2h pour faire l'épreuve, toute réponse doit être justifiée.

Relativiste

Relativiste

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Heureusement qu'ils n'ont pas pris comme référence cinématographique Interstellar ! ;)

 

Sinon l'exo est sympa, mais j'hallucine qu'on rappelle la formule du volume d'une sphère aux candidats du bac S ! :b:

 

jb

 

J'ai eu un doute en lisant le sujet, une constante est une valeure fixe non ? :)

S'ils auraient choisis Interstellar ils auraient du faire une équation de la Relativité d'Einstein ou de la solution de Schwarzschild avec son rayon critique ? (2GM/c²)

Modifié par Relativiste

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