tp2_mouvement_mars_2s

2S TP Physique
Mouvement de la planète Mars
1. OBJECTIF
Montrer que le mouvement d’un objet (trajectoire et vitesse) dépend du référentiel d’étude.
2. MATERIEL NECESSAIRE
Du papier calque, une équerre, une règle, un
crayon de papier ou critérium, un compas et de
la bonne humeur.
3. PROBLEMATIQUE et PRINCIPE du TP
La chronophotographie ci-contre montre la planète Mars
photographiée tous les 5 jours à la même heure à partir du
même point à la surface de la Terre. Le mouvement est
complexe. Mars semble en effet « revenir en arrière »
pendant un certain temps. Comment s’appelle ce
phénomène ?
Pour tenter de mieux comprendre ce phénomène, changeons de référentiel.
4. REFERENTIEL HELIOCENTRIQUE
Un logiciel a enregistré les
positions successives de Mars
(M) et de la Terre (T) dans le
référentiel héliocentrique à
intervalles de temps réguliers
(tous les 14 jours) du
21/08/2011 au 06/08/2012.
a) Quel type de mouvement
effectuent la Terre (T) et
Mars (M) dans le référentiel
héliocentrique (2 mots) ?
b) La distance moyenne
Soleil-Terre vaut :
1,50.108 km. On l’appelle
Unité Astronomique (UA).
Déterminer la distance
moyenne Soleil-Mars en UA.
c) Déterminer les vitesses
moyennes de la Terre et de
Mars sur leurs orbites en
km/s.
Trajectoire de Mars du 06/08/2005 au 12/02/2006
début
fin

5. REFERENTIEL GEOCENTRIQUE
Le référentiel géocentrique sera représenté sur le papier calque.
 Tracer 2 axes orthogonaux (horizontal et vertical) au centre du papier calque. Noter T ce centre. Ces axes matérialisent le repère
géocentrique dont l’origine T sera toujours confondue avec le centre de la Terre.
 Placer T sur la première position de la Terre (T1). Positionner le calque pour que les axes des repères géocentrique et
héliocentrique soient parallèles entre eux
 Noter les positions de Mars (M1) et du Soleil (S1) par une croix sur le papier claque.
 Déplacer le calque sur la deuxième position de la Terre (T2), vérifier que les axes des repères géocentrique et héliocentrique soient
parallèles entre eux et noter les deuxièmes positions de Mars (M2) et du Soleil (S2).
 Recommencer ces opérations pour toutes les positions et tracer les trajectoires complètes de Mars et du Soleil dans le référentiel
géocentrique.
a) Quel type de mouvement effectue le Soleil (S) dans le référentiel géocentrique ? Ce mouvement est-il uniforme ?
b) Quel type de mouvement effectue Mars (M) dans le référentiel géocentrique ? Ce mouvement est-il uniforme ?
c) Ce mouvement correspond-il à la chronophotographie de la page précédente ? pourquoi ?
d) Déterminer la distance mini Terre-Mars (en UA puis en km) qui apparait sur votre papier calque.
e) Déterminer la distance maxi Terre-Mars (en UA) qui apparait sur votre papier calque.
f) Déterminer les vitesses moyennes de Mars en km/s :
 lorsqu’il passe le plus près de la Terre sur votre papier calque :
 lorsqu’il est le plus loin de la Terre sur votre papier calque :
Conclusion :
La trajectoire d’un objet et sa vitesse ………………………………...….. du référentiel d’étude.
Bilan animé : http://sciences-physiques.ac-dijon.fr/astronomie/mvt_planetes/retro_Mars.htm