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Exercices corrigés — Puissances (4e)

Quatre niveaux de difficulté, du plus simple au plus exigeant. Chaque exercice a sa correction détaillée, étape par étape.

2 exercices de niveau « Challenge ». Voir les 8 exercices.

Exercice 7 Challenge

Un cheveu a un diamètre d'environ 8 × 10−5 m. Donner un ordre de grandeur du nombre de cheveux à aligner côte à côte pour couvrir 1 cm.

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Correction détaillée

On convertit dans la même unité : 1 cm = 10−2 m.
Nombre de cheveux : 10−2/(8 × 10−5) = (18) × 10−2 − (−5) = 0,125 × 103 = 125.
Il faut donc environ 125 cheveux, ce qui correspond à l'ordre de grandeur 102 (une centaine).
Contrôle : 125 cheveux de 0,08 mm font 125 × 0,08 = 10 mm = 1 cm.

Exercice 8 Challenge

a) La distance Terre–Soleil est d'environ 1,496 × 108 km et la lumière parcourt environ 3 × 105 km par seconde. Combien de temps la lumière du Soleil met-elle pour nous atteindre ? b) Un atome d'hydrogène a une masse d'environ 1,67 × 10−27 kg. Donner un ordre de grandeur du nombre d'atomes d'hydrogène contenus dans 1 g d'hydrogène.

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Correction détaillée

a) Temps = distance ÷ vitesse : 1,496 × 1083 × 105 = (1,4963) × 108 − 5 ≈ 0,4987 × 103 ≈ 499 s.
499 s = 8 × 60 + 19, soit environ 8 min 19 s. La lumière du Soleil met un peu plus de 8 minutes pour nous atteindre.
b) On convertit : 1 g = 10−3 kg. Nombre d'atomes : 10−3/(1,67 × 10−27) = (11,67) × 10−3 − (−27) ≈ 0,6 × 1024 = 6 × 1023.
Ordre de grandeur : 6 × 1023 atomes, soit environ 1024. On vérifie que l'exposant est cohérent : diviser un très petit nombre (10−3) par un nombre bien plus petit encore (10−27) donne un très grand nombre.