Tailles et distances dans le système solaire

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2nde
La tête dans les étoiles.
Le système solaire
Tailles et distances dans le système solaire
1
Présentation du système solaire
2
Les tailles : construction des planètes en miniature et à l’échelle
Sur l’image ci-dessus sont représentées toutes les planètes du système solaire, ainsi que le soleil. Sur ce dessin, le
soleil a l’air 5 ou 6 fois plus gros que la terre. Pourtant, en réalité, le soleil est plus de 109 fois plus gros que la terre !
2.1
Les tailles des planètes
Pouvez-vous dire pourquoi le dessin ne respecte pas les proportions réelles des planètes ?
Essayons de représenter les planètes en respectant les proportions réelles. Pour chaque groupe de 4 élèves, on va
vous distribuer :
– 8 cartons ronds représentant les planètes,
– 8 cartons rectangulaires avec les noms des planètes,
– 8 cartons avec des nombres en écriture scientifique : chacun correspond au rayon d’une planète.
– 8 cartons avec des nombres en écriture scientifique, plus grands : ils correspondent à la distance au soleil d’une
planète, et nous serviront en deuxième partie d’activité.
En groupe de 4, associez à chaque carton planète son nom et son rayon. Complétez les tableaux ci-dessous. Par quel
nombre a-t-on divisé les rayons des planètes pour obtenir la taille des cartons représentant chaque planète ? Pourquoi
est-il difficile de représenter le soleil aussi à cette échelle ?
2.2
Planète/étoile
rayon (km)
Planète miniature
Soleil
Mercure
Vénus
Terre
Mars
Jupiter
Saturne
Uranus
Neptune
6.960 × 105
Soleil
Mercure
Vénus
Terre
Mars
Jupiter
Saturne
Uranus
Neptune
→
On divise
par
............
→
rayon (cm)
Rayons des planètes miniatures de la maquette
Si l’on veut faire un carton représentant le soleil à la même échelle que les cartons que vous avez disposé, quel
rayon le carton du soleil devra-t-il avoir ?
Cette valeur est trop grande : pas facile de trouver un carton assez grand pour y découper un tel soleil ! On choisit
une valeur raisonnable pour le diamètre du carton représentant le soleil : 50cm de rayon. Par combien faut-il alors
diviser le rayon des autres planètes pour obtenir le rayon de leur représentation miniature ? le groupe maquette remplira
le tableau suivant pour savoir quelle taille devront avoir les représentations en carton des planètes.
2nde
3
La tête dans les étoiles.
Le système solaire
Planète/étoile
rayon (km)
Planète miniature
rayon (cm)
Soleil
Mercure
Vénus
Terre
Mars
Jupiter
Saturne
Uranus
Neptune
6.960 × 105
Soleil
Mercure
Vénus
Terre
Mars
Jupiter
Saturne
Uranus
Neptune
50
→
On divise
par
............
→
Les distances : plaçons les planètes par rapport au soleil
L’image en haut de cette fiche d’activité ne respecte pas non plus les distances : Jupiter paraît à peine deux fois
plus loin du soleil que la terre alors qu’en réalité elle est presque 5 fois plus loin !
3.1
Distances des planètes au soleil
Nous vous avons distribué des cartons indiquant les distances des planètes au soleil, placez-les en face des bonnes
planètes, puis remplissez le tableau ci-dessous à gauche ! Ensuite, divisez par le nombre obtenu en 1.2 pour savoir
comment les distances réelles se traduisent sur notre représentation miniature du système solaire : à quelle distance
de notre soleil miniature faudrait-il placer nos planètes miniatures ? Cela vous semble-t-il réaliste ?
Planète miniature
distance (cm)
Planète/étoile Distance (km)
au soleil miniature
au soleil
Soleil
0
Soleil
0
Mercure
Mercure
Vénus
On divise
Vénus
Terre
→
par
→
Terre
............
Mars
Mars
Jupiter
Jupiter
Saturne
Saturne
Uranus
Uranus
Neptune
Neptune
4
Une échelle pour les distances, une échelle pour les tailles
On ne peut donc pas représenter les tailles des planètes et les distances entre les planètes en utilisant la même
échelle. Sachant que l’on dispose de 5m d’espace autour de notre soleil miniature, le groupe ”maquette” décidera d’une
nouvelle échelle pour les distances et remplira le tableau suivant : le tableau de droite indique à quelle distance du
soleil miniature il faut placer chacune des planètes miniatures !
Planète/étoile
Soleil
Mercure
Vénus
Terre
Mars
Jupiter
Saturne
Uranus
Neptune
Distance (km)
au soleil
0
→
On divise
par
............
→
Planète miniature
distance (cm)
au soleil miniature
Soleil
Mercure
Vénus
Terre
Mars
Jupiter
Saturne
Uranus
Neptune
0
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Le système solaire
La tête dans les étoiles.
Si la terre était ...
Le tableau ci-dessous donne les rayons de quelques objets ou pays (considérés comme circulaires...). Servez-vous-en
pour compléter les comparaisons qui suivent, qui donnent une idée des rapports de distances et de tailles dans le
système solaire...
Objet
rayon ou taille
Orange
5cm
Deux lieux
distance
Balle de ping pong
1.5 cm
deux touches d’un clavier
2cm
Ballon de basket
12 cm
Tableau-bureau
1m
femme
1m65
CDI-vie scolaire
30m
homme
1m75
Louise Michel-centre-ville
5km
Un espace de parking
15m
Paris-Grenoble
600km
La géode
20m
Terre-Soleil
1.49 × 108 km
Paris
11km
Terre-Proxima du centaure 4.023 × 1013 km
France
420km
Afrique
980km
•
•
•
•
•
Si la terre était une balle de ping-pong, le soleil serait...
Si la terre était une balle de ping-pong, saturne serait...
Si mercure était une orange, le soleil serait...
Si la distance terre-soleil était celle du tableau au bureau, la distance entre Neptune et le soleil serait...
Si la distance terre-soleil était la distance entre deux touches consécutives d’une calculatrice, la distance entre la
terre et Proxima du centaure, l’étoile la plus proche (hormis le soleil) serait ...
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