Activité 1 : Le système solaire Partie 1 : Le système solaire

Thème 1
L’Univers
Sous-thème 4 :
Le système solaire
Activité 1 :
Le système solaire
Partie 1 : Le système solaire (animation http://jf.noblet.pagesperso-orange.fr/ssolaire/index.htm) (30min)
A partir de cette simulation du système solaire, répondre aux questions suivantes :
1. Compléter les 4 premières colonnes du tableau suivant :
Astre
Diamètre
de l’astre /
Diamètre
de la Terre
Température
moyenne (en
°C)
Distance
moyenne
au soleil
Période de
révolution
(en années)
(en u.a.)
Notre
« pseudomasse »
dessus
(en kg)
Soleil
Étoile
108
6000
1. Mercure
Planètes
telluriques
(intérieures)
2. Venus
3. Terre
1
4. Mars
5. Jupiter
Planètes
géantes
(extérieures)
6. Saturne
7. Uranus
8. Neptune
2.
3.
4.
5.
Définir la période de révolution d’un astre.
Noter en écriture scientifique la distance entre le Soleil et Neptune exprimée en m.
Faire les activités 1 puis 2 de l’animation.
@ En utilisant le site « http://www.le-systeme-solaire.net », indiquer à quelle date Pluton fut déclassé des
planètes géantes pour être reclassée dans une nouvelle catégorie. Nommer cette dernière.
Partie 2 : Quand Mars voyage à reculons… ou la relativité du mouvement (1h30)
La chronophotographie ci-contre (document 1) où
la planète Mars est photographiée à intervalle de
temps régulier, montre un mouvement complexe
alors que nous avons vu dans la partie 1 que les
planètes de notre système solaire ont des trajectoires
circulaires (ou légèrement elliptiques) autour du
Soleil.
1
document 1
Thème 1
Sous-thème 4 :
L’Univers
Le système solaire
Pour tenter de comprendre ce phénomène, nous allons utiliser un logiciel de simulation astronomique appelé
Stellarium pour étudier le mouvement de Mars par rapport à la Terre et par rapport au Soleil puis faire une
construction sur papier.
1. Mouvement de la planète Mars observé depuis la surface de la Terre : (60min)
Mars est une des deux planètes voisines de la Terre (avec vénus) dans le système solaire. Elle doit son surnom
de « planète rouge » à la forte teneur de son sol en oxyde de fer.
Configuration du logiciel Stellarium :
· Arrêter le défilement automatique du temps (bouton lecture).
· Se placer à Paris(fenetre de positionnement) pour observer le ciel en direction de l’Est depuis ce lieu le
01/10/09 à 2h00 (fenetre date/heure).
· Eliminer l’atmosphère et le sol.
· Activer les noms des planètes, des constellations ainsi que le dessin de ces dernières.
· Demander Mars dans la fenêtre de recherche puis centrer l’observation sur l’une des étoiles de la constellation
du cancer à l’écran (centrer sur objet sélectionné).
a. A partir de cette date, faire avancer les jours (fenêtre date et heure) sans toucher l’heure et observer le
déplacement de Mars par rapport à la constellation précédente que vous nommerez. Dans quelle constellation se
trouve Mars le 01/11/2009 ?
b. Que se passe-t-il aux alentours du 20 décembre 2009 ? Mars arrive-t-elle dans la constellation du Lion ?
c. Décrire le mouvement de Mars par rapport aux constellations pendant janvier et février 2010.
d. Qu’observe-t-on aux alentours du 10 mars 2010 ?
e. Les astronomes qualifient le mouvement de Mars observé depuis la surface de la Terre de « mouvement
rétrograde ».Proposer une explication à cette expression.
2. Mouvement de la planète Mars par rapport au Soleil : (30min)
Configuration du logiciel Stellarium
· Revenir à la date du 01/10/2009 et dans la fenêtre de « configuration du ciel et de la vision » cocher « montrer
les orbites des planètes ».
· Se placer au-dessus du système solaire en choisissant « solar system observer» dans la fenêtre de
positionnement.
· Demander le Soleil et le fixer (fenêtre centrer sur objet sélectionné)
· Mettre « Etiquettes et Repères » au niveau maximum pour « Planètes » dans l’onglet « Ciel » de la fenêtre
« configuration du ciel et de la vision».
· Régler le zoom (molette de la souris) de façon à avoir les orbites des planètes telluriques à l’écran (jusqu’à
Mars). Il faut avoir fixé le Soleil sinon il n’y aura que l’orbite de Mars.
Décrire la trajectoire de Mars dans le référentiel héliocentrique (corps de référence constitué par le
centre du Soleil et trois étoiles lointaines considérées comme fixes).
g. Entre la Terre et Mars, quelle est la planète qui tourne la plus vite autour du Soleil ?
f.
3. Mouvement de la planète Mars dans le référentiel géocentrique : (à faire à la maison en 30 min)
Sur le document 2 ci-après, on a représenté 20 positions simultanées de la Terre (notées T1 à T19) et de Mars
(notées M1 à M19) autour du Soleil :
2
Thème 1
Sous-thème 4 :
L’Univers
Le système solaire
Document 2 :
· Quelle position correspond à la distance minimale entre Mars et la Terre ?
· Utiliser le document ci-dessus et une feuille de papier calque pour tracer la trajectoire de Mars dans le
référentiel géocentrique (corps de référence constitué par le centre de la
Terre et trois étoiles lointaines considérées comme fixes).
· Comparer le résultat obtenu à la chronophotographie du document 3 ci-contre.
· Pourquoi peut-on dire que plus généralement, le mouvement
est relatif ?
Aide : tracer sur la feuille calque 2 droites perpendiculaires
passant par le centre de la feuille et noter T l’intersection de ces deux droites puis par une succession de
superpositions judicieuses de la feuille calque au document 2, construire point par point la trajectoire de Mars
dans le référentiel géocentrique…
3