Grandeurs dans le système solaire

Physique TP n° 02
Grandeurs dans le système solaire
Objectifs
Se familiariser avec les distances qui ont cours dans notre environnement
astronomique immédiat.
Utiliser internet pour se procurer des données numériques.
Exprimer ces distances dans différentes unités.
Réaliser un schéma à l’échelle de notre système solaire.
Un mot d’histoire
Aristarque de Samos (310 – v. 230 av. J.-C.)
Astronome grec, il mesure approximativement les diamètres du Soleil et de
la Lune. Il émet l’hypothèse du mouvement de la Terre et des autres
planètes autour du Soleil (18 siècles avant Copernic !).
Claude Ptolémée (v. 100 – v. 170)
Savant grec, il reprend, poursuit et complète l’ensemble des travaux de ses
prédécesseurs dans un traité encyclopédique : l’Almageste. On y trouve le
célèbre système géocentrique du monde qui fit autorité jusqu’à la
renaissance. La Terre y est représentée fixe au centre du monde, ce qui
compliquait sérieusement les trajectoires des autres planètes.
Nicolas Copernic (1473 – 1543)
Astronome polonais, il reprend l’hypothèse d’Aristarque de Samos d’une
rotation de la Terre et des autres planètes autour du Soleil
(héliocentrisme). La Terre n’est plus qu’une planète comme une autre qui
tourne sur elle-même en 24 heures et autour du Soleil en un an. Son livre De
revolutionibus orbium coelestium ne parût qu’à sa mort (prudence !). À noter
qu’il fut interdit par l’Église jusqu’en 1835 !
Tycho Brahé (1546 – 1601)
Astronome danois, il réalise des mesures extrêmement précises (à l’œil nu !)
pour l’époque et montre que les trajectoires des planètes sont des ellipses.
Johannes Kepler (1571 – 1630)
Astronome allemand, créateur de l’astronomie moderne, élève de Tycho
Brahé, défenseur du système de Copernic, il énonça les trois lois qui portent
son nom et qui furent justifiées plus tard par la mécanique newtonienne.
Galileo Galilei dit « Galilée » (1564 – 1642)
Scientifique italien, père de la physique, il perfectionne la lunette
astronomique, ce qui lui donne des arguments pour défendre le système de
Copernic, (on sait ce qu’il en advint). Notre programme de physique de cette
année lui doit beaucoup.
Déroulement de la séance
Indiquer dans le tableau fourni, le nom des huit planètes du système solaire dans
l’ordre d’éloignement de notre étoile.
Rechercher sur internet les caractéristiques demandées (distance au Soleil,
masse, diamètre, période de révolution) pour chaque planète.
La distance de la Terre au Soleil est une unité très commode pour le système
solaire. On la note UA pour « unité astronomique », calculer la distance des
planètes au Soleil en UA.
Sur un premier schéma, placer les planètes à partir du Soleil (graduation zéro)
jusqu’à Jupiter inclus sur un axe gradué en UA, chaque planète sera représenté
par un cercle dont le diamètre sera proportionnel à son diamètre réel (choisir une
échelle adaptée).
Sur un second schéma, toujours à partir du Soleil, placer les planètes de Jupiter
(inclus) jusqu’à Neptune en conservant la même échelle pour représenter les
planètes.
À chaque groupe est confié une planète, calculer alors en m.s-1 (m/s) la vitesse de
la planète sur son orbite. Mise en commun, que remarque-t-on ?
Toujours avec la même planète, calculer son volume en m 3 (volume d’une sphère =
4/3*r3) et en déduire sa masse volumique ( = m/v). Mise en commun, distinguer
les planètes dites « telluriques » et les « géantes gazeuses ».
Question complémentaire : À part le Soleil et les planètes, y-a-t-il d’autres corps
dans le système solaire ?