Septieme_parcours_Comete - Collège

Etapes
1
Pratiquer des démarches
scientifiques
Domaine du
socle : 4
Concevoir, créer, réaliser
Domaine du
socle : 4
Domaine du
socle : 2
S’approprier des outils et des
méthodes
Pratiquer des langages
Mobiliser des outils numériques
Domaine du
socle : 1
Domaine du
socle : 2
Adopter un comportement éthique
et responsable
Domaine du
socle : 3
Se situer dans l’espace et dans le
temps
Domaine du
socle : 5
2
*
*
*
Septième parcours : Comète
Etape 1 : Une sublime
comète.
Température de
changement d’état.
Etape 2 : Dessiner la
trajectoire d’une comète.
Caractériser le
mouvement d’un objet.
Mouvement rectiligne et
circulaire.
J’étais un gros noyau
de glace de quelques
kilomètres de rayon.
Oh, ma glace n’est pas
pure. Je contiens aussi
des particules de
poussières rocheuses
et métalliques. En fait,
je suis noire. Très
noire. Et d’où je viens,
il fait froid. Très
froid. Voici mon
histoire.
Etape 1 : Une sublime comète.
Je suis loin de vous. Si loin, que je ne vois de cette
étoile, (que vous appelez le Soleil, et que vous adorez
tant), qu’un petit point lumineux. Tout juste plus
brillant que les autres étoiles plus lointaines encore.
Je ne suis pas seule. Nous sommes 100 milliards,
toutes réparties dans un gigantesque « nuage »
sphérique, (le nuage d’Oort), situé aux confins du
système solaire. J’aime cette solitude, et bien que
j’existe depuis 4 milliards d’années, je ne me lasse
pas de cette vie. Mais un jour, ma trajectoire c’est
modifiée !
Je m’entendais à ce moment, où l’une ou l’autre
de mes congénères ne me percute. Mais je n’ai
rien senti. Et je me suis mise à plonger vers
l’intérieur du système solaire en suivant une
orbite elliptique*, traversant une à une les
orbites quasiment circulaire des différentes
planètes. Pour la première fois, j’ai craint pour
ma vie. En m’approchant du Soleil, (périhélie)*,
ma glace s’est sublimée !
Entraînant avec elle mes petites poussières. Elles ont
formé autour de mon noyau une belle chevelure, qui
diffuse la lumière du Soleil. Et c’est encore lui, le
Soleil, qui alors très proche, (150 millions de km, soit
une unité astronomique UA), me bombarde de
particules qui filent en ligne droite. Elles entrainent
alors le gaz et les poussières de ma chevelure, créant
alors une spectaculaire queue dans le sens opposé au
Soleil. Je suis devenue si belle. Je ne savais pas que
je pouvais être merveilleuse.
Il parait que sur un petit bout de Terre, un anglais, sir
Edmund Halley, (1656-1742), démontra que j’étais déjà
passée par ici en 1531, 1607, 1682, et qu’il prédit même
avec succès mon retour pour 1758. Vous m’avez alors
donné son nom. Mais peu importe. Je ne désire plus
que revivre ces moments, car aujourd’hui, je suis
repartie pour le nuage d’Oort, (aphélie)*. Et tant pis si
je m’épuise, à chaque passage. Cette nouvelle vie est si
extraordinaire.
Texte 1
* : ellipse : l’ellipse est la forme qu'on perçoit en regardant
un cercle en perspective ou la figure formée par l’ombre
d'un disque sur une surface plane.
* : orbite : une orbite est la trajectoire que dessine dans
l’espace un objet céleste, sous l’effet de la gravitation.
* : périhélie : le périhélie est le point de l'orbite d’un objet
céleste le plus proche du Soleil.
* : aphélie : l’aphélie est le point de l'orbite d’un objet céleste
le plus lointain du Soleil.
Figure 1 :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Diagramme_de_phase
Figure 2 :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Changement_d%27%C3%A9tat
L’espace désigne la zone située au-delà des
atmosphères des corps célestes, comme les planètes.
Il s’agit de l’étendue de pression quasiment nulle qui
sépare les astres. Sur Terre, et au niveau de la mer,
la pression exercée par l’atmosphère vaut 1013 hPa,
ce qui correspond à 1 atmosphère, (1 atm).
Texte 2
Température dans l’espace vide
Température à partir de laquelle la
sublimation de l'eau d’une comète
est susceptible de se produire.
Figure 3 : quelques températures dans l’espace
-270 degrés
Celsius
-73 degrés Celsius
Résolution de tâche complexe. Travail à réaliser.
A partir des documents fournis, ainsi que de vos
connaissances, rédigez un paragraphe argumenté
pour expliquer la phrase suivante. « Pour la
première fois, j’ai craint pour ma vie. En
m’approchant du Soleil, ma glace s’est sublimée ! »
Éléments pris en compte pour la correction
Le problème scientifique est clairement énoncé.
Éléments scientifiques issus des connaissances.
Éléments scientifiques issus des documents.
Mise en relation de toutes ces informations scientifiques.
Présence de schémas.
Organisation de la lettre. Introduction, développement et conclusion.
Rédaction. Présence de connecteurs logiques, l’orthographe et la syntaxe.
Etape 2 : Dessiner la trajectoire d’une comète
Matériel :
50 cm de ficelle de cuisine, 1 bouton à 4 trous, un crayon, deux grandes
punaises, une feuille et une planchette.
Nouer la ficelle à deux trous opposés du bouton, et mesurer
précisément la longueur de la demi-ficelle, (environ 25 cm). Multiplier
cette longueur par 0,95. Cette distance représentera l’écart entre les
deux punaises.
Fixer sur la planchette une feuille de papier et les deux grandes
punaises séparées par la distance calculée. Insérer le crayon dans l’un
des trous du bouton, puis tendre la ficelle.
Tout en laissant la ficelle tendu, effectuer le tour des deux punaises.
Vous venez de construire la trajectoire de la comète. Retirez les
punaises et représentez le Soleil à la place de l’une d’entre elle.
Positionnons pour finir la comète
Echelle 1 U.A correspond à 1 cm.
Placez les points périhélie et aphélie, (voir le glossaire du texte 1).
Représentez la comète sur sa trajectoire, mois après mois, pendant la première
année.
A partir du périhélie, la comète avance sur son orbite de 0,6 UA tous les mois,
pendant les trois premiers mois.
Puis de 0,5 UA pendant les trois suivants.
Puis de 0,4 UA pendant les trois suivants.
Puis de 0,3 UA pendant les trois derniers.
Représentez la comète sur sa trajectoire, année après année, les années suivantes.
2ième année, 32 mm - 3ième année, 24 mm - 4ième année, 21 mm - 5ième année, 18 mm
6ième année, 16 mm - 7ième année, 14 mm - 8ième année, 13 mm - 9ième année, 12 mm
10ème année, 11 mm - 11ième année, 10 mm - 12ième année, 9 mm - 13ième année, 8 mm
14ième année, 7 mm - 15ième année, 7 mm - 16ième année, 7 mm - 17ième année, 7 mm …
Rajouter la queue de la comète à l’opposée du Soleil. Elle est plus développée proche du
périhélie, et n’existe environ que 12 mois avant et après cette position.
Questions préliminaires.
Qui a bien pu modifier l’orbite de la comète ?
L’orbite de la comète a été modifiée par l’une des «
autres étoiles plus lointaines encore ».
Pourquoi n’a-t-elle rien « senti » ?
Il n’y a pas eu de choc, car la gravitation s’exerce à
distance. (Voir la définition d’orbite).
En quelle année prévoyez-vous que la comète de Haley
sera de nouveau visible depuis la Terre ?
La comète de Halley revient tous les 76 ans. Elle sera
en fait de nouveau visible en 2061.
Nouvelles questions.
Quelle est la forme de la trajectoire de la comète ?
La trajectoire de la comète est elliptique.
Quelle est la forme de la trajectoire de la Terre autour
du Soleil?
La trajectoire de la Terre autour du Soleil est quasiment
circulaire.
Quelle est la forme de la trajectoire d’une particule
émise par notre Soleil ?
La trajectoire d’une particule venant du Soleil est
rectiligne.
Sur quelle partie de l’orbite le mouvement de la
comète est-il accéléré ?
La vitesse augmente au cours du temps de l’aphélie
vers le périhélie. Ce mouvement est donc accéléré.
Sur quelle partie de l’orbite le mouvement de la
comète est-il ralenti ?
La vitesse diminue au cours du temps du périhélie vers
l’aphélie. Ce mouvement est donc ralenti.
Dans quelle direction et dans quel sens se forme la
queue de la comète ?
La queue de la comète se forme dans la direction
comète/Soleil. Elle s’étend dans le sens opposé au Soleil.
Exercice 1: suivez ce lien.
Vous devez classer les différentes
trajectoires en trajectoires
CIRCULAIRES, RECTILIGNES OU
quelconques.
Exercice 2
Après avoir frappé la
balle, le batteur de
base-ball doit capturer
les bases adverses en
courant dessus.
1- La trajectoire du
batteur est-elle
circulaire, rectiligne ou
quelconque?
2- Le mouvement est-il
accéléré, ralenti ou
uniforme?