Cahier d'activités 6 : Niveau secondaire

Destinées au groupe d’âge des 16 ans +


Chasse au trésor du tableau périodique

Conseil national de recherches Canada

Connaissez-vous bien les éléments du tableau périodique? Servez-vous de vos connaissances et de vos compétences en recherche pour trouver les réponses à ces questions!

  1. De quel élément est constitué le noyau des étoiles?
  2. Quel est le métal le plus léger?
  3. Quel élément est connu comme le « roi » de tous les éléments?
  4. Quel élément constitue environ 78 % de l'atmosphère terrestre?
  5. Quel plastique bien connu est composé de fluor et de carbone?
  6. Quel métal blanc est si tendre qu'on peut le couper au couteau?
  7. Quel élément brûle exposé à l'air et à l'azote?
  8. Quel élément possède la plus grande malléabilité (on peut le marteler pour le réduire en feuilles très minces) et la plus grande ductilité (on peut l'étirer pour en faire un fil mince)?
  9. Quel élément est une composante importante de l'hémoglobine?

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La science à bord de l’ISS

Agence spatiale canadienne

Le programme de recherche de l’Agence spatiale canadienne à bord de l’ISS porte sur le comportement de colloïdes en microgravité. Les colloïdes sont des mélanges dont les propriétés les rendent particulièrement difficiles à séparer. Voici une activité sur la séparation de mélanges. Tu devras appliquer plusieurs techniques de séparation afin d’identifier lequel, parmi les mélanges qui te sont proposés, est un colloïde.

Objectif de l’expérience :

Identifier le colloïde parmi les trois mélanges suivants : (1) jus de légumes, (2) lait à 3,25 %, (3) vinaigrette.

Techniques de séparation - la décantation, la filtration sur papier et la centrifugation.

  1. La décantation - Ce procédé met à profit le principe de sédimentation, c’est-à-dire la propriété qu’ont les liquides non miscibles de se superposer selon leur densité relative.
  2. La filtration sur papier - Un papier filtre est doté de nombreux petits orifices qui laissent passer les liquides tandis que les particules solides sont retenues sur le papier.
  3. La centrifugation - Un corps en rotation a tendance à être projeté vers l’extérieur du cercle décrit. C’est ce qui provoque le dérapage d’une auto engagée dans une courbe sur une chaussée glissante. Les constituants d’un mélange hétérogène soumis à une rotation rapide se superposent selon leur densité relative. Une centrifugation est en quelque sorte une sédimentation en accéléré.

Matériel requis pour chacun des trois mélanges :

A. Décantation

  • Une ampoule à décantation
  • Un anneau métallique
  • Un support universel
  • Deux béchers de 100 ml
  • 50 ml de jus de légumes, de lait 3,25 % et de vinaigrette

B. Filtration

  • Un entonnoir
  • Un anneau métallique
  • Un support universel
  • Deux béchers de 100 ml
  • 50 ml de jus de légumes, de lait 3,25 % et de vinaigrette

C. Centrifugation

  • Une centrifugeuse
  • Deux éprouvettes coniques à centrifugation
  • Un bécher de 100 ml
  • 50 ml de jus de légumes, de lait 3,25 % et de vinaigrette

La centrifugation, attention!

S’assurer que les éprouvettes coniques à centrifugation sont placées face à face et remplies exactement à la même hauteur (aux deux tiers) afin de ne pas déséquilibrer la centrifugeuse.

Laisser tourner la centrifugeuse pendant environ cinq minutes.

Laisser la centrifugeuse s’arrêter d’elle-même. Ne pas essayer de l’arrêter manuellement.

Manipulations

Propose un protocole expérimental qui te permettra de soumettre les trois mélanges aux trois procédés de séparation.

Conseil : bien agiter le jus de légumes et la vinaigrette avant d’appliquer les techniques de séparation.

Observations

Note tes observations dans le tableau suivant.

(1) Jus de légumes

  • Décantation :
  • Filtration :
  • Centrifugation :

(2) Lait 3,25 %

  • Décantation :
  • Filtration :
  • Centrifugation :

(3) Vinaigrette

  • Décantation :
  • Filtration :
  • Centrifugation :

Analyse tes observations afin d’en tirer une conclusion.

Analyse (1) :

Analyse (2) :

Analyse (3) :

Formule une conclusion pour chacune des hypothèses.

Conclusion (1) :

Conclusion (2) :

Conclusion (3) :

Lequel des trois mélanges est un colloïde?

Quels sont les constituants de ce mélange ?

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Calcul du temps de parcours d’un tsunami

Ressources naturelles Canada

Le 18 novembre 1929, un tremblement de terre de magnitude 7,2, dont l’épicentre se trouvait à environ 250 km au sud de Terre-Neuve, a causé un vaste glissement de terrain sous-marin sur la pente continentale. Le mouvement de la masse déplacée par le glissement de terrain a provoqué un tsunami qui a frappé la côte sud de Terre-Neuve. Le train d’ondes avançait à 140 km/h depuis les Grands Bancs.

1. Au moyen de l’échelle de la carte et d’une règle, mesurez la distance entre la source (épicentre du séisme) et chaque étape jusqu’au point d’arrivée à terre, à Burin. Inscrivez ces distances ci-dessous.

2. Calculez le temps de parcours du tsunami pour chacune des étapes, au moyen de la formule suivante :

Temps = Distance / Vitesse

3. En supposant que le tsunami a débuté à 17 h à l’épicentre, entrez l’heure à laquelle il a franchi chacune des étapes.

Calcul du temps de parcours d’un tsunami
Étape Vitesse (km/h) Distance (km) Temps de parcours (hr) Heure
Étape 1 140      
Étape 2 140      
Étape 3 140      
Étape 4 140      
Étape 5 140      
Burin, T.-N.-L. 140      

4. Sur la carte, tracez des lignes correspondant aux temps de parcours entre l’épicentre et Burin, à Terre-Neuve-et-Labrador. Placez la pointe d’un compas sur l’épicentre et tracez un arc traversant chacune des étapes. Indiquez ensuite l’heure à laquelle le tsunami aurait franchi chacune de ces étapes, s’il était parti de l’épicentre à 17 h.

Répondez aux questions suivantes.

5. Étant donné le temps de parcours de que vous avez calculé, si le tsunami avait été détecté à l’étape 1, aurait-il été possible, en 1929, de prévenir à temps les résidents de la péninsule Burin de l’approche du tsunami? Expliquez votre réponse.

6. Si un tel événement se produisait aujourd’hui, quels moyens pourraient être utilisés pour prévenir les communautés côtières de l’arrivée imminente d’un tsunami?

7. Si une ville doit être évacuée, il est très important de savoir exactement de combien de temps l’on dispose pour procéder à l’évacuation. Le tsunami a frappé Terre-Neuve environ 2,5 heures après le tremblement de terre. Comparez cette valeur à vos calculs du temps de parcours. Y a-t-il une différence? Qu’est-ce qui peut expliquer ces divergences?

8. Observez la position des bateaux de pêche A et B sur la carte. Lequel de ces deux bateaux sera le plus secoué par les vagues du tsunami? Expliquez de façon précise pourquoi l’un des bateaux est soumis à l’effet intégral du tsunami tandis que l’autre est seulement soulevé par une petite vague.

Tsunami des Grands Bancs

Tsunami des Grands Bancs

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Mot croisé d’agriculture

Agriculture et Agroalimentaire Canada

Horizontal

2. Se dit d'une nouvelle espèce qui vient d'ailleurs sans les autres agents biologiques qui la contrôlaient dans son pays d'origine

4. Ensemble des stratégies pour produire à long terme sans épuisement des ressources

6. Ce dans quoi on sème les graines

8. Au Moyen Âge, méchanceté, aujourd'hui vu comme une protection contre les changements

9. Un autre mot pour cochon

11. Vitamine qui est mieux assimilée quand elle passe dans le lait et qui offre un métabolisme plus efficace de la vache, qui produit alors plus de lait de plus grande qualité nutritionnelle et une truie d'une plus grande fécondité et des porcelets plus vigoureux

13. Nécessaire à la vie

15. Principal constituant à la fois de l'air et des fertilisants

16. Science de la protection des plantes

18. On en consomme près de 80 litres annuellement au Canada

20. Celui du Canada est utilisé dans les meilleures pâtes italiennes

21. Vrai terme français, ensemble des sensations perçues à partir de la bouche

23. Insecte bénéfique utilisé par AAC contre l'euphorbe ésulte ou insecte ravageur mis en échec par le colza velu

24. Les insecticides, les fongicides et les herbicides en sont

26. Il y a en a plus dans les tomates cuites

28. Un seul de ces héros produit pour 100 Canadiens

29. Le colza, le tournesol, l'arachide et le soja en sont

30. Détermination de la séquence des gènes

31. Action de retirer l'eau en surplus des cultures

32. Méthode de répression des mauvaises herbes

33. Peut se dire de n'importe quelle plante qui pousse au mauvais endroit

Vertical

1. Appelé également fermenteur ou propagateur, appareil dans lequel on multiplie des micro-organismes

3. On s'en sert pour mesurer l'humidité au sol, mais aussi la teneur en azote ou en phosphore

5. Un autre mot pour boeuf

7. Bactéries isolées de la flore de bébés allaités et qui peuvent dans certains cas protéger contre des maladies

10. Petit fruit dont les chercheurs d’AAC de l'ouest du pays ont développé de nombreuses variétés

12. Colza rendu commestible par les humains en raison de sélections faites entre autres par AAC

14. Procédé appliqué aux probiotiques avant de les introduire dans les aliments

17. Organisme issu du croisement de deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique), espèces (croisement interspécifique) ou genres (croisement intergénérique) différents

19. Science qui étudie les insectes

21. Un auteur anglais en a dit : «Dieu aurait pu inventer un meilleur fruit. Mais il ne l'a pas fait»

22. Celle du Canada est utilisée pour un célèbre condiment français

24. Stage de développement des végétaux

25. Action d'apporter de l'eau aux cultures

27. Celle du Canada est reconnue dans le monde par les brasseurs de bière

34. Méthode de décorticage de la graine de lin qui sépare efficacement l'écale du grain, mise au point par AAC

Mot croisé d’agriculture

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Chasse au trésor sur les structures cellulaires

Conseil national de recherches Canada

Mettez à profit vos connaissances de la structure cellulaire pour répondre aux questions suivantes.

  1. Ce matériel renfermé dans le noyau contient l'information héréditaire ou génétique et est connu sous le nom de « gène » :
  2. C'est une pile de sacs aplatis délimités par une membrane, qui jouent un rôle dans l'entreposage, la modification et la sécrétion de protéines et de lipides :
  3. Cette organelle est le site de la respiration aérobique et de la production d'ATP :
  4. Ces organelles sont les sites de synthèse des protéines :
  5. Elles font projection à partir de l'enveloppe de certains virus et aident ce dernier à s'attacher à un organisme vivant :
  6. Cet espace délimité par une membrane et rempli de fluide, dans les cellules végétales et animales, entrepose de la nourriture, de l'eau et des déchets :
  7. Cette couche de cellulose entoure la membrane plasmique des cellules végétales :
  8. C'est un système complexe de canaux délimités par des membranes et qui s'étendent dans tout le cytoplasme des cellules :
  9. Cette couche renferme le matériel génétique d'un virus :
  10. C'est une queue en forme de fouet qui aide certaines bactéries à se déplacer :
  11. Cette membrane entoure le cytoplasme :
  12. Cette couche entoure la couche de protéines de certains virus :

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Mots croisés sur les tsunamis

Ressources naturelles Canada

Mots croisés sur les tsunamis

** 2 ou 3 mots, sans espaces

Horizontalement

5. Point le plus élevé de la vague au-dessus du niveau d’équilibre.

9. Tsunami est un mot japonais qui signifie _____ de port.

12. Déplacement d’urgence de la population pour éviter un danger.

14. L’impact d’une _______ peut provoquer un tsunami.

16. Mouvement soudain de terre ou de roches qui dévalent une pente.

18. Distance verticale entre deux vagues consécutives (point supérieur ou point inférieur de la vague).**

19. Hauteur maximale de l’eau sur la rive au-delà du niveau « normal » de la mer.**

Verticalement

1. Point le plus bas de la vague sous le niveau d’équilibre.

2. Mesure de la hauteur de vague au-dessus du niveau d’équilibre.

3. Série de vagues océaniques dévastatrices provoquée par des mouvements sous-marins.

4. La _________ de port est la réflexion (rebond) des vagues sur les côtés d’un port ou d’une baie qui a pour effet d’augmenter la hauteur des vagues et d’en prolonger l’activité.

6. La vague ralentit et sa taille augmente à mesure qu’elle s’approche de la _____.

7. Point de la surface terrestre directement au-dessus du centre d’un tremblement de terre.

8. La cause de tsunami la plus fréquente.

10. En eau profonde, la hauteur de vague est moindre parce que l’énergie est transmise à toute la ______ d’eau.

11. Le temps écoulé entre deux vagues successives.

13. Endroit où un tsunami meurtrier a tué plus de 230 000 personnes en décembre 2004.**

15. L’océan Pacifique est entouré par une zone où des tremblements de terre et des éruptions volcaniques se produisent fréquemment. On appelle cette zone le cercle de ____.

17. Toutes les familles qui vivent en zone côtière de faible élévation devraient avoir un _____ d’urgence pour savoir comment réagir en cas de tsunami.

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La radioactivité illustrée par les élèves

Ressources naturelles Canada

Voici une activité qui permet d’explorer la désintégration exponentielle, le processus de désintégration radioactive, la demi-vie et la datation absolue.

Vous pouvez faire cette activité avec n’importe quel groupe d’élèves, peu importe sa taille. Mais plus le groupe compte d'élèves, mieux c’est.

Les principes scientifiques illustrés

Les isotopes sont les formes différentes d’un même élément. L'atome a le même nombre de protons que d'habitude, mais le nombre de neutrons est différent. Par exemple, chaque isotope de carbone compte 6 protons, mais peut avoir de 2 à 16 neutrons. De ces isotopes, seuls le carbone-12 (C 12 6 protons et 6 neutrons), le carbone-13 (C 13, 6 protons et 7 neutrons) et le carbone-14 (C 14, 6 protons et 8 neutrons) existent à l’état naturel. Les combinaisons restantes doivent être fabriquées artificiellement en laboratoire.

Certains isotopes sont stables : ils peuvent demeurer dans la nature indéfiniment sans se transformer. D'autres isotopes sont instables et subiront une désintégration radioactive au cours de laquelle le noyau de l'atome dégagera de l'énergie et parfois même des particules jusqu'à ce qu'il atteigne un état stable. Le carbone-12 et le carbone-13 sont stables, tandis que le carbone-14 est instable; il se désintègre et devient de l'azote-14 (N 14, 7 protons et 7 neutrons). On appelle « isotope parent » l'isotope radioactif initial (C 14) et « isotope fille » l'isotope produit (N 14) après la désintégration de l'isotope parent.

Il y a 50 p. 100 des chances que l'isotope d'un parent radioactif se désintègre en produit fille pendant sa demi-vie. En mesurant la proportion des isotopes parents par rapport aux isotopes filles, les scientifiques arrivent à déterminer l'âge d'une matière jusqu'à concurrence d'environ six demi-vies. Les demi-vies de différents isotopes varient. Elles sont donc utiles pour mesurer des périodes de temps différentes. Par exemple, la demi-vie du carbone-14 est d'environ 5 730 années, ce qui signifie qu'on peut l'utiliser pour dater des objets remontant à environ 34 000 ans (6 x 5 730 = 34 380 ans) ou parfois plus, mais avec un risque d'erreur croissant. C'est pourquoi la datation au carbone-14 est souvent utilisée pour établir l'âge d'artéfacts fabriqués par l'homme. En comparaison, la désintégration du potassium-40 (K 40) en argon-40 (Ar 40) s'échelonne sur une période radioactive (demi-vie) de 1,3 milliard d'années, ce qui en fait un bon moyen de mesurer les événements géologiques qui se sont produits depuis la formation de la Terre.

L’activité

Les étudiants personnifieront le processus de désintégration radioactive en imitant la proportion des isotopes qui se transforment au fil du temps à l'intérieur d'une substance.

  1. Créez un tableau à trois colonnes intitulées « demi-vie », « parents », « filles ». Inscrivez les informations suivantes dans le premier rang du tableau : demi-vie = 0, parents = nombre d'élèves, filles = 0. Ajoutez d'autres rangs au tableau pour les demi-vies additionnelles.
  2. Au début de l'activité, tous les élèves doivent être assis. Ils représentent les isotopes radioactifs parents.
  3. Pour imiter la première demi-vie, chaque élève tire une pièce de monnaie à pile ou face. Les élèves qui tirent le côté face restent assis à leur place et représentent un isotope parent. Les élèves qui tirent le côté pile subissent une désintégration et se transforment en isotope fille. Ils doivent se placer à l'avant de la classe. Inscrivez au deuxième rang du tableau le nouveau nombre de parents et de filles. Si vous le souhaitez, demandez à l'un des élèves du groupe « filles » de prendre des notes pendant l'expérience.
  4. Répétez le processus pour les demi-vies restantes. Pour chacune des demi-vies, tous les élèves assis doivent tirer à pile ou face une fois. Les élèves ayant tiré face demeurent des isotopes parents et restent assis; les élèves ayant tiré pile deviennent des filles et se placent à l'avant de la classe. Inscrivez les résultats de l'expérience dans le tableau. Répétez le processus jusqu'à ce que tous les élèves se soient désintégrés en filles.

Variantes et étapes additionnelles

  1. Si un élève arrive (ou quitte) pendant que l'activité est en cours, saisissez cette occasion de discuter des limites de la datation radioactive en système fermé.
  2. Sélectionnez des élèves au hasard (parents ou filles) et demandez-leur de quitter la salle de classe, ce qui fausse les nombres inscrits dans le tableau. Profitez de l’occasion pour discuter des limites de la datation radioactive en système fermé.
  3. Choisissez au hasard des élèves qui doivent venir à l'avant de la classe dès le début de l'expérience. Ils représentent des isotopes filles présents dans la composition initiale de l'élément et qui n'ont pas été produits par désintégration. Discutez de l'incidence de cette répartition des élèves sur l'exactitude d'un processus de datation de matières en fonction du nombre d'isotopes.
  4. Demandez aux élèves filles de tirer à pile ou face pour produire des chaînes de désintégration à réactions radioactives multiples, par exemple celle de l'uranium, dans laquelle l'uranium-234 (U 234) se désintègre en thorium-230 (Th 230), soit un isotope radioactif qui se transforme avec le temps en plomb-206 (Pb 206).
  5. Demandez aux élèves de lancer des dés. Si les dés donnent un nombre impair, l'élève subit une désintégration et se transforme en « fille »; si les dés affichent un nombre pair l’élève demeure parent jusqu'au tour suivant. Assignez à chaque nombre impair un endroit différent dans la classe, ce qui représente les divers isotopes filles qui peuvent être produits à partir de la désintégration du même parent par des processus radioactifs différents. Par exemple, le thorium-212 (Th 212) peut se désintégrer par l'émission de particules alpha et se transformer en radium-208 (Ra 208), ou encore par l'émission de particules bêta pour devenir de l'actinium-212 (Ac 212).
  6. Répartissez les élèves de la classe en deux groupes et faites l'expérience en illustrant deux chaînes d'isotopes parents/filles qui ont des demi-vies différentes. Par exemple, demandez aux élèves du groupe 1 de tirer à pile ou face toutes les minutes et à ceux du groupe 2 de tirer à pile ou face toutes les trois minutes. À partir des résultats, discutez de la validation croisée des données ou de l'importance de la durée de la demi-vie quand vient le temps d’établir les écarts de dates pour la datation et les marges d'erreur. Par exemple, deux chaînes de désintégration sont l'uranium-235 (U 235), qui se désintègre en plomb-207 (Pb 207) après une période radioactive (demi-vie) de 700 millions d'années, et l'uranium-238 (U 238), qui se désintègre en plomb-206 (Pb 206) après une période radioactive de 4,5 milliards d'années.
  7. Comparez le rapport d'isotopes parents et d’isotopes filles de votre activité avec la proportion parfaite de 50:50 à laquelle on pourrait s'attendre en théorie lors de la désintégration exponentielle. Utilisez les écarts pour discuter des marges d'erreur : rappeler aux élèves de la classe que même si, statistiquement, on s'attend à une désintégration de 50 p. 100 après chaque demi-vie, les résultats réels donnent un taux de désintégration qui ne se chiffre pas précisément à 50 p. 100 pour chaque période de désintégration. Il s'agit d'une excellente façon de discuter avec les élèves avancés du taux d'erreur qui intervient dans le monde réel de la datation radioactive.
  8. Chez les élèves avancés, utilisez les données pour tenter d'en arriver à l'équation de l'âge, ou encore, utilisez l'équation de l'âge pour déterminer la constante de désintégration λ, c'est-à-dire :

    D = D0 + N (eλt − 1)

    où D représente le nombre d'isotopes filles actuellement (le tème rang du tableau), D0 est le nombre initial d'isotopes filles (0), N est le nombre d'isotopes parents actuellement (le tème rang du tableau), t représente le temps (rang du tableau), et λ est une constante de désintégration liée à la demi-vie de la matière.
  9. Avec les élèves avancés, tracez un isochrone pour résoudre l'équation en mode graphique. L'isochrone permet de visualiser les isotopes filles et parents par rapport à la teneur normale d'un isotope stable de l'élément fille. Ensuite, l'axe des y illustre l'enrichissement progressif de l'isotope fille par rapport aux valeurs de fond, et l'axe des x représente la teneur de l'isotope parent par rapport aux valeurs de fond, ce qui élimine le besoin de connaître la quantité initiale des isotopes parents ou filles. Par exemple, le rubidium-87 (Rb 87) se désintègre en strontium-87 (Sr 87). Le strontium-86 (Sr 86) est un isotope stable et naturel du strontium. Dans un isochrone de la désintégration du rubidium-strontium, on inscrit le Sr 87/Sr 86 sur l'axe des y et le Rb 87/Sr 86 sur l'axe des x. Dans la classe, un isotope stable de l'isotope fille pourrait être representé par le nombre de personnes qui s'assoient habituellement à l'avant de la classe (un, si la seule personne assise à l'avant de la classe est l'enseignant). Il est peu probable que chaque élève atteigne l'avant de la classe exactement au même moment. Faites-en part aux élèves et soulignez le fait que ce ne sont pas tous les parents qui se désintègreront en filles exactement au même moment à l'intérieur de la période radioactive (demi-vie). La marge d'erreur dépendra du moment où l'on fait le compte.

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Se faire bronzer dans le Sud

Santé Canada

L’intensité du rayonnement solaire dépend en partie de la latitude et du moment de l’année.

Nous savons que le soleil est directement au-dessus de nos têtes (zénith) :

  • à l’équateur (0°) autour du 21 mars et du 21 septembre (équinoxes du printemps et d’automne);
  • au tropique du Cancer (23,5°N) autour du 21 juin (solstice d’été);
  • au tropique du Capricorne (23,5°S) autour du 21 décembre (solstice d’hiver).

Cela signifie que le soleil se déplace d’une latitude de 47° tous les six mois (182,5 jours) ou environ d’un degré de latitude tous les quatre jours. Grâce à ces données, nous pouvons calculer le moment auquel il sera directement au-dessus de nous peu importe la latitude.

Par exemple : le moment où le soleil sera au zénith à une latitude de 10°S se calcule comme suit :

  • 23.5°S - 10°S = 13.5°S
  • 13,5°S x 4 jours/degré = 54 jours après le 21 décembre (lorsque le soleil est au-dessus de nos tête à 23,5°S)
  • En ajoutant 54 jours au 21 décembre, on obtient le 13 février.
En suivant les étapes montrées ci-dessus, calculez le moment où le soleil sera au zénith pour ces lieux de vacances populaires
Lieu de vacances Latitude ( ° ) Date (soleil au zénith)
Montego Bay, Jamaïque    
Cancun, Mexique    
Acapulco, Mexique    
Rio de Janeiro, Brésil    
La Havane, Cuba    
San Jose, Costa Rica    
Ambergris Caye, Bélize    

Questions

  1. Quel est le lien entre le rayonnement UV et l’angle des rayons solaires?
  2. Dans ces lieux, à quel moment de l’année serez-vous le plus exposé au rayonnement UV?
  3. À quel autre moment de l’année les rayons du soleil seront-ils à la verticale?
  4. Question piège : À votre latitude, quand les rayons solaires sont-ils au zénith?

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Exercice de localisation d’un tremblement de terre

Ressources naturelles Canada

Background

Lorsqu’un séisme se produit, les vibrations générées par la rupture d'une faille de l’écorce terrestre rayonnent vers l’extérieur depuis le point de rupture.

Ondes P : Aussi appelées ondes primaires ou ondes de compression, les ondes P transportent l’énergie à l’intérieur de la Terre sous forme d’ondes longitudinales, ce qui déplace les particules dans la même direction que l’onde. Ces ondes sont rapides. Les ondes P sont généralement ressenties par les humains comme un coup soudain.

Ondes S : Aussi appelées ondes secondaires ou ondes de cisaillement, les ondes S transportent l’énergie à l’intérieur de la Terre sous forme de configurations très complexes d’ondes transversales, perpendiculaires aux ondes P. Ces ondes se déplacent plus lentement que les ondes P, mais dans un tremblement de terre, elles sont habituellement plus importantes.

Exercice de localisation d’un tremblement de terre 1

Chaque type produit une signature unique sur un sismogramme, qui est l’enregistrement visuel produit par un sismographe. À la station sismique, la différence de temps d’arrivée des ondes P et des ondes S permet de calculer la distance de l’épicentre du séisme.

La vitesse des ondes P est de 6,2 km/s et celle des ondes S est de 3,65 km/s. La différence est de 2,55 km/s.

Temps mis par les ondes P pour parcourir la distance D entre l’épicentre et la station sismique : TP = D / 6,2

Temps mis par les ondes S pour parcourir la distance D entre l’épicentre et la station sismique : TS = D / 3,65

Différence de temps d’arrivée (décalage) entre les ondes P et S :

ΔT = TS - TP

ΔT = D/3,65 - D/6,2

ΔT = 2,55 D / 22,63

∴ La distance entre l’épicentre et la station sismique est D = 22,63 ΔT / 2,55

Répondez aux questions suivantes afin de démontrer votre compréhension de la méthode.

  1. En combien de temps les ondes P parcourent-elles 100 km?
  2. En combien de temps les ondes S parcourent-elles 100 km?
  3. Quel est le temps écoulé entre l’arrivée des ondes P et des ondes S sur une distance de 100 km?
  4. Si la différence des temps d’arrivée des ondes P et S est de 20 secondes, quelle est la distance entre l’épicentre et la station sismique?

Examinez les sismogrammes. Les sismographes ont mesuré le temps entre l’arrivée des ondes P et S.

1. Trouvez et marquez l’arrivée des ondes P et S sur les sismogrammes.

2. Calculez la distance entre l’épicentre et chaque station.

Exercice de localisation d’un tremblement de terre 2

3. Trouvez l’épicentre sur la carte par triangulation. Pour ce faire, tracez un cercle sur la carte avec un compas : la pointe du compas est sur la station sismique et le rayon du cercle est égal à la distance calculée de l’épicentre. Recommencez avec les autres stations. L’épicentre se trouve près de l’endroit où les cercles se croisent. Marquez et étiquetez l’épicentre sur la carte.

Exercice de localisation d’un tremblement de terre 3

Comparez l'endroit sur votre carte à un atlas ou à Google Map.

Où est l’épicentre de ce tremblement de terre? Près de la ville de :

Quel est le nombre minimal de stations nécessaires pour trouver un épicentre?

Exercice de localisation d’un tremblement de terre 4

Exercice de localisation d’un tremblement de terre 5

Exercice de localisation d’un tremblement de terre 6

Exercice de localisation d’un tremblement de terre 7

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Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada

Par : Tamara Franz-Odendaal
Chaire pour les femmes en sciences et en génie du CRSNG (région de l’Atlantique)

Durée : 60 minutes

Objectifs d’apprentissage

  • Se servir du matériel de laboratoire approprié et suivre les consignes de sécurité.
  • Comprendre l’importance de l’ADN et les raisons pour lesquelles les scientifiques cherchent à l’extraire des plantes et des animaux.

Aperçu

Chaque cellule végétale ou animale contient de l’acide désoxyribonucléique, ou ADN. L’ADN est essentiel à toute forme de vie sur Terre, car il renferme les instructions nécessaires à la création et au maintien de la vie. Les scientifiques étudient l’ADN pour plusieurs raisons : comprendre comment ces instructions aident le corps humain à fonctionner normalement, modifier l’ADN des plantes et des animaux afin de créer des médicaments ou des cultures résistantes aux maladies, ou même résoudre des crimes! Au cours de l’expérience, vous allez extraire, isoler et observer l’ADN d’un fruit à l’aide du matériel que vous avez à la maison!

Matériel

  • 1 fruit mou, comme des fraises ou une banane
  • 1 sac Ziploc
  • 2 tubes ou pots de 50 ml (avec couvercle)
  • 5 ml (1 c. à thé) de savon à vaisselle incolore
  • ¼ c. à thé de sel de table
  • 80 ml d’eau distillée ou embouteillée
  • 1 filtre à café
  • 1 élastique
  • 1 bécher ou gobelet de 250 ml
  • environ 30 ml d’alcool à friction refroidi
  • 1 pipette de plastique (facultatif )

Marche à suivre

  1. Placer l’alcool à friction dans le congélateur pour le faire refroidir.
  2. Pour préparer la purée de fruit :
    1. Couper le fruit en morceaux et placer ceux-ci dans le sac Ziploc;
    2. verser 60 ml d’eau distillée ou embouteillée dans le sac;
    3. fermer hermétiquement le sac en enlevant le plus d’air possible et mélanger l’eau et les morceaux de fruit à l’aide des mains.
  3. Pour préparer le mélange tampon :
    1. mettre ¼ c. à thé de sel dans le tube ou pot de 50 ml avec couvercle;
    2. ajouter 1 c. à thé de savon à vaisselle;
    3. ajouter 4 c. à thé d’eau distillée ou embouteillée;
    4. ajouter 2 c. thé de purée de fruit;
    5. fermer hermétiquement le tube ou pot et le renverser environ 20 fois; *il est important de ne pas secouer le tube afin d’éviter la formation d’un trop grand nombre de bulles!
    6. placer le tube ou pot dans l’eau chaude environ 5 minutes.
  4. Pour filtrer :
    1. placer le filtre à café au-dessus du bécher ou gobelet de 250 ml et le maintenir en place à l’aide de l’élastique, comme l’illustre l’image suivante;
    2. retirer le mélange tampon de l’eau chaude, verser lentement l’ensemble du contenu du tube ou pot dans le filtre, puis attendre.
  5. Pour obtenir le précipité :
    1. sortir l’alcool à friction du congélateur et en verser 30 ml (6 c. à thé) dans l’autre tube ou pot de 50 ml;
    2. ajouter une pipette (ou 2 c. à thé) de filtrat (liquide au fond du bécher ou gobelet) dans le tube ou pot contenant l’alcool à friction.
    3. observer la précipitation de l’ADN : c’est une substance incolore et filamenteuse.

Notions importantes

  • Chaque substance employée pour extraire l’ADN joue un rôle important : le savon aide à dissoudre la membrane cellulaire; le sel sert à briser les chaînes de protéines qui maintiennent l’ADN; et l’alcool à friction sert à précipiter les filaments d’ADN, qui ne sont pas solubles dans cette substance.
  • L’ADN est essentiel, car il renferme le code servant à fabriquer les êtres vivants.

Tamara Franz-Odendaal
Chaire pour les femmes en sciences et en génie du CRSNG (région de l’Atlantique) www.wiseatlantic.ca

Tamara Franz-Odendaal, biologiste et ancienne titulaire d’une bourse d’appui aux professeurs universitaires du CRSNG, a établi, à la Mount Saint Vincent University, un groupe de recherche dynamique et en expansion. Son programme de recherche est axé sur le développement comparatif du squelette des vertébrés, en particulier le squelette craniofacial dérivé de la crête neurale.

Extraire l’ADN d’un fruit!

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