Thème : L`Univers COMPRENDRE LA NATURE DES

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Document élève 1
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Objectifs : - Comprendre qu’une force peut modifier la valeur de la vitesse et/ou la
direction du mouvement d’un corps.
- Comprendre la nature des mouvements observés dans le système solaire.
ACTIVITÉ 1 : Effet de l’action d’un aimant sur le mouvement d’une bille.
1. Expérience et observations
 Fixer la webcam à l’aide d’un
support statif et d’une noix à
une cinquantaine de
centimètres au dessus de la
table sur laquelle la bille en
acier sera mise en mouvement.
 Fixer une cornière inclinée sur la table. Sans lancer la bille, la lâcher depuis
l’extrémité haute de la cornière Quelle est la nature de la trajectoire de la bille
lorsqu’elle arrive sur la table horizontale ?
………………………………………………………..
 Placer l’aimant sur la table près de la sortie de la cornière et recommencer
l’expérience (voir photo ci-contre).
Décrire les modifications de la trajectoire de la bille en présence de l’aimant.
…………………………………………………………………...
 Recommencer l’expérience précédente en réalisant une acquisition vidéo et l’ouvrir avec le
logiciel AVISTEP afin d’obtenir la chrono-ponctuation observée ci-dessous en pointant le centre
de la bille à partir du moment où celle-ci est en contact avec la table. (voir la vidéo
associée : « billeaimant »)
 Imprimer le document et tracer la trajectoire à la main sur l’enregistrement. Indiquer le sens du
mouvement. La distance parcourue entre 2 photos varie-t-elle au cours du mouvement ?
…………………………………………..
Physique – Chimie
Thème : L’Univers
COMPRENDRE LA NATURE DES
MOUVEMENTS DANS LE SYSTEME SOLAIRE
EFFET D’UNE ACTION SUR LE MOUVEMENT
Nom :
Prénom :
Classe :
Date :

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2. Interprétation
 Dans quel référentiel étudie-t-on le mouvement de la bille ?
………………………………………………………………………………………………………
.
 L’action de l’aimant est-elle une action de contact ou une action à distance ?
……………………………………………………...
 L’action de l’aimant modifie-t-elle la valeur de la vitesse ?
………………………………………………………………………………………………………..
 L’action de l’aimant modifie-t-elle la trajectoire de la bille ?
……………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………….
Conclusion :
Une action mécanique ………………………. la trajectoire d’un corps en mouvement.

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Document élève 3
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ACTIVITÉ 2 : Etude du mouvement d’un mobile autoporteur sur la table à
digitaliser.
Comprendre le mouvement des planètes autour du soleil.
1. Expérience
2. Interprétation
 Dans quel référentiel
étudie-t-on le mouvement
du mobile ?
……………………………………
1ère phase du mouvement
 Quelle est la trajectoire du mobile ?
…………………………………………
 Comment évolue la vitesse du mobile
. …………………………………………
 Dispositif :
On utilise une table à coussin d’air et un objet
mobile pouvant tourner autour d’un point fixe
qui est la pointe d’un stylo à bille tenu
verticalement Un fil relie le point fixe à lobjet
mobile.
Le support de la caméra est placée sur la table à
coussin d’air (voir photo ci-contre).
 On lance l’objet mobile qui effectue alors un
début de mouvement de rotation : c’est la 1ère
phase du mouvement.
 Lancer la vidéo. Après quelques secondes,
soulever le stylo, ce qui libère l’objet mobile.
C’est la 2ième phase du mouvement qui débute.
Après quelques secondes, arrêter la vidéo.
 A l’aide du logiciel de pointage vidéo
AVISTEP, réaliser une chrono-ponctuation en
pointant le centre de l’objet. Imprimer le
document.
Remarque : on peut aussi couper le fil reliant le
mobile à son point de rotation à a fin de a
première phase (voir la vidéo associée :
« mobile
f
i
l
»
)

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 Le mobile utilisé permet de simuler le mouvement de la Terre autour du Soleil. Préciser dans ce
cas quel est le référentiel ?
……………………………………………………………………………………………..
Que modélise l’action exercée par le fil sur le mobile ?
………………………………………………………………………………………………………
…...
Cette action du Soleil sur la Terre est-elle une action de contact ou une action à distance ?
…………………………………………………………………………………….
Comment appelle-t-on la force qui modélise cette action ?
…………………………………………………………………………………….
Quel est, dans ce modèle, le mouvement de la Terre autour du Soleil ?
…………………………………………………………………………………….
2ième phase du mouvement :
 Quelle est la trajectoire du mobile lorsqu’il est libéré?
………………………………………………………...
 Comment évolue la vitesse du mobile ?
.……………………………………………………………………………………………………
……...
 Que se passerait-il si l’action attractive du Soleil sur la Terre disparaissait ?
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………
Conclusion :
L’action du Soleil sur une planète permet à cette planète de conserver un mouvement
………………. …… autour du Soleil. à cause de …………………………...

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ACTIVITÉ 3 : Exploration du système solaire
Les trajectoires des planètes telluriques autour du Soleil figurent sur la photo intitulée « solairebis »
1. Kepler et le mouvement des planètes autour du Soleil
« Johannes Kepler, né le 27 décembre 1571 à Weil der Stadt, près de Stuttgart (Allemagne), mort le 15
novembre 1630 à Ratisbonne, est un astronome célèbre. Il a observé les planètes, étudié et confirmé
l'hypothèse héliocentrique de Nicolas Copernic. Il a également découvert que les trajectoires des planètes
n’étaient pas des cercles parfaits centrés sur le Soleil mais des ellipses. En outre, il a énoncé les lois
(dites lois de Kepler) qui régissent les mouvements des planètes sur leurs orbites. »
Pour observer ces mouvements, on utilise le logiciel « Celestia » pour observer et enregistrer les
mouvements au sein du système solaire dans le référentiel
héliocentrique.
 Cliquer sur Navigation, puis sur Navigateur de
système solaire et sur Soleil puis Aller vers.
 Cliquer sur Rendu, puis Options et cocher Orbites
Planètes et Etiquettes Planètes.
 S’éloigner du Soleil en utilisant le bouton mollette de
la souris
 Maintenir le clic droit et déplacer la souris en arrière pour changer l’orientation et faire apparaître
les orbites des différentes planètes.
 Régler de façon à observer les orbites des 4 premières planètes dites telluriques, c'est-à-dire ayant
un sol dur : Mercure, Vénus, Terre et Mars.
 Faire défiler le temps en appuyant 6 fois sur la touche « L » du clavier qui accélère 10 fois
l’écoulement du temps. La touche K ralentit 10 fois l’écoulement du temps
2. Observation du mouvement de la planète Mercure
La trajectoire de la planète Mercure est-elle un cercle centré sur le Soleil ?
…………………………………………………………………………………………………………..
Comment évolue la vitesse de Mercure lorsque qu’elle passe le plus près du Soleil (appelé périhélie),
puis lorsqu’elle passe le plus loin du Soleil (appelé aphélie)?
………………………………………………………………………………………...
L’action du Soleil sur la planète Mercure est-elle la même en tout point de la trajectoire ?
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
3. Observations des planètes gazeuses
 S’éloigner du Soleil de façon à observer les orbites des 4 dernières planètes (Jupiter, Saturne,
Uranus et Neptune).