Sujet Physique-Chimie — Terminale — Asie — Bac 2014

EXERCICE I. LE MONDE SELON HUBBLE (7 points) Cet exercice comporte deux parties A et B indépendantes. Document 1 : Le télescope spatial Hubble Le télescope spatial Hubble (HST pour Hubble Space Telescope) a été nommé en l'honneur d'Edwin Powell Hubble (1889-1953), l'un des grands pionniers de l'astronomie moderne. Lancé dans l'espace le 24 Avril 1990 depuis Cap Canaveral et mis sur orbite par la navette spatiale Discovery (STS-31), le HST a été placé sur une orbite circulaire de type LEO (Low Earth Orbit) inclinée à 28,5 degrés à l'équateur. Hubble accomplit ainsi le tour de la Terre en environ 100 minutes (pratiquement 1,5 heure) à 600 km au-dessus de notre planète (soit environ 42 000 km de circonférence). Cette position dans l'espace permet au télescope d'effectuer des observations avec une très haute résolution, en infrarouge ou ultraviolet, sans les contraintes dues à l'atmosphère terrestre. Edwin Powell Hubble hubblesite.org Encyclopaedia Britannica Le HST a révolutionné l'astronomie moderne ; il est non seulement un outil extraordinaire pour explorer notre univers, mais il est également leader dans la recherche astronomique de précurseurs organiques (acides aminés dans des météorites, comètes, etc.). L'œil rivé au plus profond de l'espace, le HST a collecté pour les scientifiques une immense quantité de données numériques, apportant par exemple la preuve de l'existence des trous noirs, ou validant la théorie de l'expansion de l'Univers émise en 1929 par Edwin Hubble. D’après futura-sciences.com Document 2 : Absorption de l’atmosphère en fonction de la longueur d’onde Domaine visible D’après Wikipédia Notations utilisées dans l’exercice : (cid:1) rayon de la Terre : R T (cid:1) constante de gravitation universelle : G (cid:1) masse de la Terre : M 14PYSCOJA1 Baccalauréat général – Série S – Session 2014 2/14 Physique-Chimie - Obligatoire PARTIE A : Etude du satellite Hubble 1. Intérêt du satellite 1.1. Indiquer les limites en longueur d’onde de la partie visible du spectre électromagnétique. 1.2. Justifier précisément l’expression «…en infrarouge ou ultraviolet, sans les contraintes dues à l'atmosphère terrestre. ». 1.3. Citer une source de rayonnement ultraviolet extraterrestre détectable par le HST. 2. Mouvement du satellite 2.1. Représenter sans souci d’échelle sur la figure 1 de I’ANNEXE 1 À RENDRE AVEC LA COPIE la force d'interaction gravitationnelle F exercée par la Terre sur le satellite de masse m, supposé T/H ponctuel et noté H. 2.2. On suppose que les durées de parcours du satellite sur sa trajectoire circulaire entre