Le mystère de la matière noire

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Activité de laboratoire sur la matière noire

Les élèves utilisent un appareil à mouvement circulaire et font varier la masse au bas de la corde. Ils recueillent des données et trouvent la relation entre la masse et la vitesse du bouchon en traçant leurs données sur un graphique. Ensuite, ils appliquent leurs connaissances pour comprendre comment les astronomes ont déduit l,existence de la matière noire dans les galaxies en observant les étoiles en orbite dans mouvement circulaire uniforme.

La matière noire dans une galaxie

Les élèves présentent sous forme de graphique des données réelles relatives à une galaxie particulière. À l’aide des concepts de mouvement circulaire et de la loi de la gravitation universelle de Newton, ils calculent la masse de la galaxie et la comparent à la masse déduite en fonction de la luminosité des étoiles. Ils utilisent la différence entre les deux valeurs pour déduire la quantité de matière noire.

Les élèves utilisent du tissu extensible et des balles pour modéliser le mouvement orbital. Ils étudient la relation entre la masse centrale, le rayon orbital et la période. Les élèves appliquent ce qu’ils ont appris à l’analyse d’exemples de mouvement circulaire dans le système solaire.

Résumé de la vidéo

Les élèves répondent à des questions à choix multiples pour évaluer leur compréhension du contenu de la vidéo incluse dans cette trousse.

Concepts clés

Les élèves répondent à des questions quantitatives et qualitatives relatives à la matière noire, au mouvement circulaire, aux collisions élastiques et aux observations et déductions.

Le mouvement circulaire uniforme et les lentilles gravitationnelles

Les élèves assistent à deux courtes démonstration. La première porte sur l’influence de la masse sur le mouvement circulaire et la deuxième illustre la courbure de la lumière dans des lentilles gravitationnelles à l’aide de ruban adhésif et d’une assiette.