Sciences 4ème 3h

Physique – Thème 3 : Chap 1 et 2 : Les astres et leurs
mouvements. Modèles du système solaire
Quelques notions
Une étoile est un astre qui émet de la lumière.
Une galaxie est un ensemble d'étoiles.
Notre galaxie s'appelle la Voie lactée et est composée entre autres de notre système solaire
(soleil + 8 planètes)
Une planète est un astre qui tourne autour d'une étoile (elle réfléchit la lumière).
Un satellite est un astre qui tourne autour d'une planète.
La lune est le satellite naturel de la terre. D'autres planètes en ont aussi (ex : Jupiter).
Les étoiles font un tour autour de l'étoile polaire en 24 heures dans le sens anti-horlogique. Elles ne
bougent pas les unes par rapport aux autres.
La lune présente des phases.
Deux pleines lunes sont séparées d'environ 29,5 jours.
Le soleil se lève à l'Est (NE ou SE selon les saisons) et se couche à l'Ouest (NO et SO selon les
saisons). Il est plus haut dans le ciel en été.
Les planètes bougent par rapport aux étoiles et certaines (Mars) ont l'air de faire « marche arrière »
= mouvement rétrograde.
Modèles du système solaire
1. Modèle géocentrique
Déjà pour les Anciens (Aristote IV ACN), la terre est une sphère :
- le ciel change d'aspect quand on va vers le Sud
- On aperçoit d'abord le mât d'un navire
- l'ombre de la terre sur la lune est un arc de cercle
Pour le modèle géocentrique, la terre est immobile au centre de l'Univers.
Tous les astres tournent autour. La lune sur une orbite plus proche.
Le soleil fait un tour en 24 heures et par rapport aux étoiles en 1 an.
Les planètes tournent sur des épicycles qui ont comme centre le déférent (Appolonius)
Les étoiles sont fixées sur la voûte céleste.
2. Modèle héliocentrique (Nicolas Copernic)
La terre tourne sur elle-même en 24 heures sur un axe incliné et autour du soleil en 365,25 jours
Les planètes tournent aussi autour du soleil et Mars ne recule pas ; c'est un effet de perspective
La voûte des étoiles est immobile
Arguments de Copernic
- Le soleil mérite la place centrale (beau, nécessaire à la vie)
- Il est plus logique de faire tourner la terre que la voûte des étoiles (plus petite)
- Plus l'astre est loin du soleil, plus il tourne lentement autour de celui-ci et la voûte, la plus
éloignée, est immobile.
Détracteurs de Copernic :
- La terre ne peut être mise sur le même pied qu'une planète (pas les mêmes lois qui agissent)
- Aucun objet visible ne tourne autour d'un astre, au contraire tout semble tourner autour de la terre.
- La terre est trop massive pour pouvoir tourner sur elle-même, il faudrait une force énorme.
- Si la terre tournait, un objet lâché d'une tour ne pourrait tomber à la verticale = vent d'Est
permanent.
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3. Arguments de Galilée en faveur du modèle héliocentrique
Création d'une lunette astronomique
- La lune n'est pas parfaite (surface accidentée) et donc comme elle tourne, la terre le pourrait
aussi.
- Les lunes de Jupiter lui tournent autour ⇒ tout ne tourne pas autour de la terre
Donc si Jupiter se déplace avec ses lunes, la terre le pourrait aussi avec sa lune. De plus, plus une
lune de Jupiter est loin, plus elle fait un tour lentement (= mini système solaire), accord avec
Copernic.
- Les phases de Vénus ne peuvent s'expliquer par le modèle géocentrique.
- Il y a des taches sur le soleil qui se déplacent, donc le soleil tourne sur lui-même, or il est très gros,
la terre pourrait donc tourner aussi.
De plus, Galilée, par le principe d'inertie, montre qu'il n'y a pas besoin d'une force constante
soumise sur la Terre pour la faire tourner.
Aussi, un objet tombé d'une tour tombera verticalement même si la terre tourne car la tour avance
en même temps que l'objet.
4. Johannes Kepler
- L'orbite des planètes autour du soleil est elliptique et le soleil occupe un foyer de cette ellipse
- La vitesse de l'astre en orbite elliptique augmente en passant de l'aphélie au périhélie et diminue
du périhélie à l'aphélie.
T2/R3 = Cste
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