Le système solaire : exercices corrigés de 4e

Publié le 12 novembre 2026 · Mis à jour le 12 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

Au cycle 4, le système solaire est l'objet d'étude de la 5e, puis on élargit à l'Univers en 4e ².
Pour une maquette, on choisit une échelle, puis on divise ou on multiplie toutes les distances par le même nombre.
Une vitesse moyenne se calcule avec $v = \dfrac{d}{t}$ ; garde la même unité de longueur et de temps du début à la fin.
Une durée de trajet se calcule avec $t = \dfrac{d}{v}$ ; convertis ensuite les secondes en minutes si besoin.

Comment utiliser ces exercices

Ces exercices te font manipuler le système solaire avec des calculs d'échelle, de vitesse et de durée. Ils suivent le cours de 4e sur l'organisation de la matière dans l'Univers. Dans ce programme, la partie « Décrire l'organisation de la matière dans l'Univers » revient tout au long du cycle : le système solaire est l'objet d'étude en 5e, l'Univers entier en 4e ². Revoir le système solaire te prépare donc à la structure de l'Univers.

Les exercices

Exercice 1 Du système solaire à l'Univers

★☆☆Environ 5 min

Le programme de physique-chimie du cycle 4 répartit l'étude de l'organisation de la matière entre les années.

Quel objet d'étude correspond à la classe de 5e ? Et à la classe de 4e ?
Dans la progression de 4e, quels objets de l'Univers s'ajoutent à ceux du système solaire ? Cite-en deux.

Indice 1

Pense à l'élargissement : on part de notre voisinage proche, puis on regarde bien plus loin.

Indice 2

Les objets qui s'ajoutent sont ceux que l'on trouve au-delà du système solaire.

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Question 1. En 5e, l'objet d'étude est le système solaire ².
En 4e, l'objet d'étude est l'Univers ².
Question 2. En 4e, on élargit les connaissances sur le système solaire à l'Univers, avec par exemple des étoiles et des galaxies ².
On peut donc répondre : les étoiles et les galaxies.

Retiens la logique d'élargissement : le système solaire en 5e, puis l'Univers en 4e.

Exercice 2 Une première maquette

★☆☆Environ 8 min

Tu construis une maquette du système solaire dans la cour. Pour une planète fictive A, la distance réelle au Soleil est de $60$ millions de kilomètres. Tu choisis l'échelle suivante : $1$ cm sur la maquette représente $10$ millions de kilomètres.

Quelle distance, en cm, sépare le Soleil de la planète A sur la maquette ?

Indice 1

Combien de fois la longueur « 10 millions de km » rentre-t-elle dans 60 millions de km ?

Indice 2

Chaque tranche de 10 millions de km correspond à 1 cm.

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On repère la donnée : $60$ millions de km réels, à l'échelle de $1$ cm pour $10$ millions de km.
On cherche combien de tranches de $10$ millions de km contient $60$ millions de km : $60 \div 10 = 6$ .
Chaque tranche vaut $1$ cm, donc la distance sur la maquette est de $6$ cm.
Réponse : la planète A se place à $6$ cm du Soleil sur la maquette.

Une échelle revient à diviser toutes les distances réelles par le même nombre. Ici, 60 millions de km réels deviennent 6 cm sur la maquette.

Exercice 3 Choisir l'échelle d'un couloir

★☆☆Environ 8 min

Le couloir du collège mesure $9$ m. Tu veux y représenter une planète fictive C, située à $4500$ millions de kilomètres du Soleil, en plaçant le Soleil à un bout et la planète C à l'autre bout.

À combien de millions de kilomètres réels doit correspondre $1$ cm sur ta maquette ?

Indice 1

Commence par convertir $9$ m en centimètres.

Indice 2

L'échelle se trouve en divisant la distance réelle par la longueur de la maquette.

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On convertit la longueur du couloir : $9$ m $= 900$ cm.
La distance réelle de $4500$ millions de km doit tenir dans $900$ cm.
On divise : $4500 \div 900 = 5$ .
Réponse : $1$ cm sur la maquette représente $5$ millions de kilomètres.

Pour fixer une échelle, on divise la distance réelle par la longueur disponible, en prenant des unités cohérentes.

Exercice 4 La ronde des planètes

★★☆Environ 10 min

Un atelier de médiation propose à des élèves d'incarner les planètes dans une ronde où l'on joue sur la vitesse et la distance ⁴. Dans ta classe, un élève joue une planète et marche sur un cercle de rayon $5$ m autour d'un camarade qui joue le Soleil. Il fait un tour complet en $20$ s.

Calcule la longueur du trajet parcouru en un tour (périmètre du cercle).
Calcule sa vitesse moyenne en m/s, arrondie au dix-millième.

Indice 1

Le périmètre d'un cercle de rayon $r$ vaut $2 \times \pi \times r$ .

Indice 2

La vitesse moyenne vaut la distance divisée par la durée.

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Question 1. Le périmètre vaut $2 \times \pi \times 5 = 10\pi \approx 31{,}42$ m.
Question 2. On utilise $v = \dfrac{d}{t}$ avec $d = 10\pi$ m et $t = 20$ s.
On obtient $v = \dfrac{10\pi}{20} = \dfrac{\pi}{2} \approx 1{,}5708$ m/s.
Réponse : l'élève avance à environ $1{,}5708$ m/s.

Dans une ronde, un cercle plus grand oblige à parcourir plus de distance pour un même temps, donc à marcher plus vite.

Exercice 5 Vitesse d'une planète fictive

★★☆Environ 12 min

Une planète fictive P parcourt $940$ millions de kilomètres en $365$ jours pour faire un tour complet autour de son étoile. On suppose que sa vitesse est constante.

Convertis $365$ jours en secondes.
Calcule sa vitesse moyenne en km/s, arrondie au dixième.

Indice 1

Un jour compte $24$ heures, une heure compte $3600$ secondes.

Indice 2

Pense à écrire $940$ millions sous la forme $940 \times 10^{6}$ .

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Question 1. Un jour vaut $24 \times 3600 = 86\,400$ s.
Donc $365$ jours valent $365 \times 86\,400 = 31\,536\,000$ s.
Question 2. On écrit $v = \dfrac{d}{t} = \dfrac{940 \times 10^{6}}{31\,536\,000}$ .
On obtient $v \approx 29{,}8$ km/s.
Réponse : la planète P se déplace à environ $29{,}8$ km/s.

Même sur des distances énormes, la formule de la vitesse reste la même. Convertis d'abord le temps en secondes pour obtenir des km/s.

Exercice 6 Combien de temps pour traverser le système ?

★★★Environ 15 min

Un signal lumineux se déplace à $300\,000$ km/s dans le vide (donnée de l'énoncé). Il part d'une étoile fictive et rejoint une planète fictive Q située à $150$ millions de kilomètres de cette étoile.

Écris la formule qui donne la durée du trajet.
Calcule cette durée en secondes.
Convertis-la en minutes, arrondie au centième.

Indice 1

On cherche une durée : isole $t$ dans $v = d/t$ .

Indice 2

Attention aux unités : $150$ millions de km s'écrit $150 \times 10^{6}$ km.

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Question 1. Comme $v = \dfrac{d}{t}$ , on obtient $t = \dfrac{d}{v}$ .
Question 2. On calcule $t = \dfrac{150 \times 10^{6}}{300\,000} = 500$ s.
Question 3. On divise par $60$ : $\dfrac{500}{60} \approx 8{,}33$ min.
Réponse : le signal met environ $8{,}33$ minutes.

Pour les très grandes distances, on exprime souvent un trajet par sa durée plutôt que par des kilomètres. C'est une idée qui prépare l'étude des distances dans l'Univers, l'étape suivante du chapitre ².

Les questions qu'on se pose

Pourquoi calculer avec des planètes fictives ?

Parce que le but est de t'entraîner à la méthode : échelle, vitesse, durée. Les chiffres sont simples, donc tu peux contrôler chaque étape. Les valeurs réelles sont données en cours, et la méthode que tu as travaillée ici s'y applique de la même façon.

Quelle erreur d'unités revient le plus souvent ?

On mélange les cm et les m dans une échelle, ou les jours et les secondes dans une vitesse. La parade est simple : écris les unités à côté de chaque nombre, convertis tout avant de calculer, puis vérifie que l'unité du résultat est celle que l'on te demande.

Sources

Programme visé : Ressources d'accompagnement du programme de physique-chimie au cycle 4 · Éduscol (education.gouv.fr)

Ressources d'accompagnement du programme de physique-chimie au cycle 4, Éduscol (education.gouv.fr). Consulté le 12 novembre 2026.
Physique-Chimie - Progression pédagogique cycle 4, Éduscol. Consulté le 12 novembre 2026.
L'espace c'est classe - Ressources pédagogiques, CNES. Consulté le 12 novembre 2026.
Explore le système solaire - Ateliers de l'espace CNES, CNES. Consulté le 12 novembre 2026.

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L'essentiel

Comment utiliser ces exercices

Les exercices

Exercice 1 Du système solaire à l'Univers

Exercice 2 Une première maquette

Exercice 3 Choisir l'échelle d'un couloir

Exercice 4 La ronde des planètes

Exercice 5 Vitesse d'une planète fictive

Exercice 6 Combien de temps pour traverser le système ?

Les questions qu'on se pose

Sources

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