cycle 3

Astronomie

Le ciel et la Terre

Le jour, la nuit

Pré-requis
La Terre est une sphère
Elle reçoit la lumière du Soleil
Les jours et les nuits n'ont pas toujours la même longueur au fil de l'année
Le Soleil se lève vers l'est et se couche vers l'ouest.

Objectifs
Montrer comment une sphère est éclairée par une source lumineuse
Expliquer l'alternance des jours et des nuits (faire découvrir la rotation de la Terre en 24 heures)
Démontrer le sens de rotation de la Terre par rapport au Soleil
Expliquer la nécessité d'un axe de rotation "penché" (67°) par rapport au plan de l'écliptique (inégalité des jours et des nuits)

Activités

Deux modélisations du système Terre - Soleil

1- Boule et source lumineuse

Matériel
Balle de ping-pong, ou boule en polystyrène (la Terre)
Lampe de poche, ou projecteur (le Soleil)
a- Eclairage de la boule, observations
La source lumineuse éclaire la moitié de la sphère
Le plan de séparation jour/nuit est perpendiculaire aux rayons lumineux

LIEN

Documents à exploiter

A propos des différentes apparences d'un astre suivant l'angle de vue, vous pouvez consulter le site suivant, qui propose des photos de la Terre, en direct, prises à partir de différents satellites. Choisissez votre satellite ! Superbe !

http://www.fourmilab.ch/earthview/satellite.html

 

Matérialisation de la séparation jour/nuit

Étant donné qu'il est toujours difficile de travailler dans l'obscurité avec une classe, nous préférons, après l'observation et la description d'une sphère éclairée, matérialiser le plan de séparation jour/nuit par un carton rectangulaire qui partage la Terre en 2 parties égales. Ce carton est toujours perpendiculaire aux rayons du Soleil, et au plan de l'écliptique.
b- Placement d'une gommette sur la boule, rotation sur un axe perpendiculaire au plan de l'écliptique, observations
En une rotation, nous parcourons autant de temps dans le jour que dans la nuit.

Le point passe de la zone éclairée à la pénombre. C'est l'explication de l'alternance du jour et de la nuit.
Mais ici, la durée du jour égale la durée de la nuit...
c- Confrontation de cette observation avec les connaissances de l'inégalité du jour et de la nuit, au fil de l'année chez nous, et entre les différentes latitudes du globe.
Expérimentation, tâtonnement, explication
En une rotation, nous parcourons plus de temps dans le jour que dans la nuit. Il y a inégalité entre les durées de jour et de nuit.

L'axe de rotation est incliné par rapport à l'écliptique (environ 67°, pour information).
Vérification.

2- Ronde humaine et simulation de source lumineuse

Un groupe de personnes placées en rond, face vers l'extérieur (la Terre avec des habitants allongés). Simulation d'une source de lumière, sur un des murs (rayons du Soleil).
a- Choix d'un sens de rotation à partir de sa position, et du fait connu que le Soleil se lève vers l'est, et se couche vers l'ouest. Expérimentation (deux solutions) . Conclusion : La Terre tourne dans le sens contraire des aiguilles d'une montre si on la regarde du côté du pôle nord.
b- Rotation du groupe, observation de la position de chacun par rapport à la lumière, et verbalisation des conclusions : chacun donne, en fonction de sa position, le moment de la journée où il se trouve (matin, midi, soir, nuit...).

Voir ronde animée...

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