ASTRONOMIE I. Les mouvements de la Terre La Terre est animée

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ASTRONOMIE
I. Les mouvements de la Terre
La Terre est animée de mouvements complexes dont les deux plus importants sont
la rotation et la révolution autour du Soleil.
1. La rotation
La Terre tourne sur elle-même d'ouest en est, autour de l'axe des pôles en 1
jour (23 h 56 min 4 s).
Conséquences :
• Le mouvement apparent journalier des astres d'est en ouest
- Le mouvement apparent du Soleil entraîne la succession des jours et
des nuits. Au cours de la journée, le Soleil décrit une courbe d'est en
ouest. A midi, il culmine au sud.

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- Au cours de la nuit, pour un observateur terrestre situé dans
l'hémisphère Nord, les étoiles semblent décrire des arcs de cercle
dans le sens direct (sens inverse des aiguilles d'une montre) autour
de l'étoile polaire, pratiquement fixe, car située très près du pôle
Nord céleste.
• La force de Coriolis cause la vitesse différentielle des couches
atmosphériques, plus grande à l'équateur, plus faible au pôle et provoque
le mouvement des masses d'air dans le sens direct pour l'hémisphère
Nord et dans le sens indirect pour l'hémisphère Sud.
2. Le temps astronomique
Le temps solaire vrai est défini localement par la position du Soleil : le midi
solaire peut être déterminé au passage du Soleil au méridien.
Le temps solaire moyen est le temps solaire vrai, corrigé de toutes les
inégalités appelées équation du temps (E) : tmoyen = tvrai + E
Ces temps solaires sont comptés à partir de midi.
Le temps civil d'un lieu est le temps solaire moyen augmenté de 12 h. Le jour
civil commence à minuit : tcivil = tmoyen + 12 h
L'unification de l'heure sur Terre est faite par le système des fuseaux
horaires (24 fuseaux). On a défini comme temps universel (T.U.), le temps
civil de Greenwich.
Le temps légal est fixé par chaque pays.
En France : tlégal = T.U. + 1 h en hiver et 2 h en été
3. La révolution autour du Soleil
La Terre décrit en 1 an (365j 6 h 9 min 9 s) une orbite quasi-circulaire
autour du Soleil dans le sens direct. Ce mouvement est causé par l'attraction
gravitationnelle qu'exerce le Soleil sur la Terre.
Le plan de l'orbite est appelé écliptique.
L'axe de rotation de la Terre est incliné en moyenne de 23°27.

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Figure 1
Mouvement de révolution terrestre
•
‚
ƒ
„
S
N

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L'axe de rotation de la Terre étant incliné de 23°27 par rapport à la
perpendiculaire à l'écliptique. La durée des jours et des nuits varie au cours
de l'année, ce qui détermine les saisons.
Selon la position de la Terre sur son orbite, on peut remarquer un
éclairement différent pour les 2 hémisphères (la légende du schéma est
donnée pour l'hémisphère nord) :
• Dans la position •, l'hémisphère nord est plus éclairé que l'hémisphère
sud. La durée du jour y est supérieure à la durée de la nuit. C'est le
solstice d'été pour l'hémisphère nord.
• Dans la position ƒ, l'hémisphère nord est moins éclairé que l'hémisphère
sud. La durée du jour y est inférieure à la durée de la nuit. C'est le
solstice d'hiver pour l'hémisphère nord.
• Dans les positions ‚ et „, le Soleil éclaire également les 2 hémisphères.
La durée de la nuit est donc égale à la durée du jour. Ce sont les
équinoxes.
Le début de chaque saison est déterminé par un phénomène astronomique.
Le solstice d'été correspond à la date où la durée du jour est la plus longue.
Le solstice d'hiver correspond à la date où la durée du jour est la plus
courte. Les équinoxes d'automne et de printemps correspondent aux 2 dates
où la durée du jour égale la durée de la nuit.
Les durées relatives des jours et des nuits, à la même date (sauf équinoxes),
dépendent de la latitude du lieu considéré.

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Entre l'équinoxe de printemps et celui d'automne, la durée du jour augmente
avec la latitude (pour un point situé au pôle Nord : pas de nuit) ; entre
l'équinoxe d'automne et celui de printemps la durée du jour diminue avec la
latitude (pour un point situé au pôle Nord : pas de jour).
La différence d'ensoleillement entre hiver et été est d'autant plus marquée
que l'on s'éloigne de l'équateur.
La quantité d'énergie solaire qui arrive au sol par unité de surface diminue
avec l'inclinaison des rayons (ce qui explique la différence de climat entre
l'hiver et l'été).
II. La lune
Distance moyenne Terre – Lune : 384 400 km
Diamètre moyen : 3 476 km
Masse : 81 fois plus petite que celle de la Terre
1. Les mouvements de la Lune
La Lune tourne sur elle-
même en 27 j 7 h 43 min
(période de révolution
sidérale). Elle effectue une
révolution autour de la Terre
pendant la même durée et de
ce fait, présente toujours la
même face à la Terre.
L'orbite lunaire est elliptique
et inclinée de 5°8 sur
l'écliptique.
Pendant que la Lune effectue un tour complet autour de la Terre, la Terre a
parcouru une petite portion de son orbite autour du Soleil. La durée séparant
2 phases identiques de la Lune, appelée lunaison, égale 29 j 12 h 44 min
(période de révolution synodique).
2. Les phases
Pour un observateur terrestre de l'hémisphère nord, la Lune présente
différents aspects appelés « phases » qui se succèdent cycliquement :