Niveau : Cycle 4-5ième

Thème : Mouvement et interaction

Séquence 1 : Etude des mouvements : référentiel, trajectoires et vitesse Objectifs :

Etude du système solaire

Notion de référentiel dans le système solaire

Mouvement de la Lune dans le système

solaire

Notion de vitesse : direction, sens et valeur

Les phases de la Lune

Compétences visées

COM 1 2 3 4

METH 2 3

SYS 1 5

REP 1

Séances :

Séance 1 : le référentiel dans le système solaire : histoire d’une vision du monde

Séance 2 : Relativité du mouvement

Séance 3 : Mouvement des planètes dans le système solaire, notion de vitesse

Séance 4 : Les phases de la Lune

Séance 1 : le référentiel dans le système solaire : histoire d’une

vision du monde Objectifs : REP 1

Décris ce que fait le soleil chaque matin et ensuite au cours de sa journée

Résume alors en une phrase le mouvement du soleil par rapport à la Terre

Voici une vidéo en accéléré des étoiles par une nuit d’été :

Résume alors en une phrase le mouvement des étoiles par rapport à la Terre

Le géocentrisme est l’idée selon laquelle le soleil et toutes les autres choses tournent autour de la Terre

qui est alors placée au centre de l’univers

Cette vision était fréquemment admise depuis l’antiquité pour les raisons que vous venez de voir : le soleil et

les étoiles semblent bel et bien tourner autour de la Terre

Quelle est l’erreur commise ?

Seuls quelques astres erraient dans le ciel sans vouloir tourner correctement autour de la Terre.

Mars est un bel exemple :

On appelait ces astres aux trajectoires bizarres des planètes :

Le terme planète nous vient de la Grèce antique : les anciens employaient l'expression « planêtês astêrês »,

ce qui signifie « astres en mouvement », ou « astre errant », le latin nous donnant « planeta ». (Au passage,

les romains méprisaient l'astronomie, réduite à un simple outil de divination)

Nicolas Copernic (Nicolaus Copernicus, 1473-1543) est un astronome polonais connu pour sa théorie as-

tronomique selon laquelle le Soleil est au centre de l’univers, la Terre tournant autour de ce dernier. C’est un

système que l’on appelle « héliocentrisme ».

Galilée (en italien : Galileo Galilei), né à Pise en 1564 et mort à Arcetri, près de Florence, le 8 janvier 1642

(77 ans), est un mathématicien, géomètre, physicien et astronome italien du XVIIe siècle.

Voici ce qu’il observe au bout de la lunette astronomique qu’il vient d’inventer en 1610

Dans son « Dialogo », publié en 1632, il s’affirme nettement en faveur des idées de Copernic et de Kepler.

Cela lui vaut d’être soumis à l’Inquisition. Il doit à sa renommée (et à son amitié avec le Pape) la chance de

ne pas être torturé sur le bûcher comme le moine Giordano Bruno. Il est cependant obligé d’abjurer en

public dans la cathédrale Saint-Pierre à Rome. Le fameux « … et pourtant elle tourne ! » prononcé après

l’abjuration n’est qu’une légende propre à rehausser l’image du scientifique génial et incompris.

L’héliocentrisme est donc l’idée que c’est le soleil qui au centre du système solaire (au départ de

l’univers).

Séance 2 : Relativité du mouvement Objectifs :

Dans la séance 1, nous avons vu un exemple typique de relativité du mouvement, c’est-à-dire qu’un

mouvement ne paraît pas être le même selon d’où on l’observe

Expliquez la relativité du mouvement en 2 phrases d’après l’exemple de la séance 1

Trouvez un autre exemple de relativité du mouvement

Trouve un exemple de relativité du mouvement où comme dans la séance 1 notre perception est faussée

Le référentiel est l’objet servant de référence au mouvement, celui d’où on regarde le mouvement

Quel est le référentiel le plus logique et le plus simple à utiliser dans vos exemples précédents sur terre ?

Un objet fixe sur Terre est appelé référentiel galiléen ou terrestre

Séance 3 : Mouvement des planètes dans le système solaire,

notion de vitesse Objectifs : MET 3

Activité 2p69

1) Dans le système solaire, il y a 4 planètes rocheuses, la ceinture d’astéroïdes puis 4 planètes gazeuses

2) Les trajectoires sont circulaires avec des vitesses constantes

3) La période de rotation est le temps que met la planète à tourner sur elle-même

La période de révolution est le temps que met la planète à tourner autour du soleil ou d’une autre planète

4) Non la période de rotation n’est pas liée à la distance au soleil

5) Oui la période de révolution est liée à la distance au soleil. Plus la planète est loin, plus elle a de distance

à parcourir et plus elle met de temps à la parcourir.

Les planètes ont des trajectoires circulaires. Plus elles sont éloignées, plus elles mettent de temps à

parcourir cette trajectoire. Elles parcourent cette distance avec une vitesse à peu près constante dite

uniforme

Est-ce que tous les corps du système solaire ont une trajectoire circulaire ?

https://www.edumedia-sciences.com/fr/media/596-comete-de-halley

La comète de Halley par exemple a une période de révolution de 76 ans et a une trajectoire elliptique avec

une vitesse qui ……………… quand elle s’approche du soleil. On parle de mouvement …………………..

Sa vitesse ……………….quand elle s’en éloigne , on parle de mouvement………………………..

Séance 4 : Les phases de la Lune Objectifs : COM 4

Recherchez les périodes de rotation et de révolution de la Lune autour de la Terre

Dessinez sa trajectoire dans le référentiel de la Terre (par rapport à la Terre)

Dessinez sa trajectoire dans le référentiel héliocentrique (par rapport au soleil)

La Lune effectue une rotation autour de la Terre en 29.5 jours (Période synodique). La rotation de la Lune

sur elle-même, qui est de 27,32 jours, est sensiblement la même que sa révolution autour de la Terre

(révolution sidérale)

C’est pourquoi la Lune nous montre toujours la même face

Expérience.

Avec une lampe postée à un endroit fixe et désignant le soleil, dessiner comment on voit la Lune depuis la

Terre. Pour cela, vous prendrez la tête d’un élève ou une boule de polystyrène blanche pour la Lune et un

autre élève se postera depuis la Terre