Cours

Chp1 Le système solaire et la gravitation
Activité 1 Astronomie
Cassiopée a choisi de faire un exposé sur l’astronomie, mais il y a pleins de mots qu’elle ne connait pas bien.
1-Prévisions
1-1-D’après toi, qu’est ce que l’astronomie ?
1-2-D’après toi, qu’est ce qu’une étoile ?
1-3-D’après toi, quelle est l’étoile la plus proche de nous ?
1-4-D’après toi, qu’est ce qu’une planète ?
1-5-D’après toi, quelle est notre planète ?
1-6-D’après toi, qu’est ce qu’un satellite naturel ?
1-7-D’après toi, quel est le satellite naturel le plus proche de nous?
1-8- D’après toi, lequel ou lesquels de ces objets tournent autour de l’autre ou des autres ?
2-Recherche documentaire : fais des recherches sur internet
3-Exploitation:
3-1-Qu’est ce que l’astronomie ?
3-2-Qu’est ce qu’une étoile ?
3-3-Quelle est l’étoile la plus proche de nous ?
3-4-Qu’est ce qu’une planète ?
3-5-Quelle est notre planète ?
3-6-Qu’est ce qu’un satellite naturel ?
3-7-Quel est le satellite naturel le plus proche de nous?
4-Résultats : Tes prévisions étaient elles exactes ?
5-Conclusion : Fais un schéma pour montrer ce qui tourne autour de qui.
Autoévaluation des compétences
Dans cette activité, j’ai :
Je sais faire
Je ne sais pas encore bien faire
Je ne sais pas faire
Formulé une prévision
Utilisé correctement l’outil informatique
Extrait des informations
Validé ou invalidé une prévision
Formulé une conclusion
Bilan :
Le Soleil est une étoile qui est au Centre du système solaire. Autour de lui tournent des planètes
comme la Terre; on dit que ces planètes sont en orbite ou gravitent autour du Soleil.
De même, une planète peut posséder un ou plusieurs satellites naturels. Les satellites naturels
gravitent autour d’une planète. La lune est le satellite naturel de la Terre.

Activité2 Le grand ballet
Cassiopée s’interroge « Mais les planètes ? Est-ce qu’elles ont toutes le même mouvement autour du Soleil ?»
1-Prévisions :
1-1-D’après toi, quel est l’objet le plus lourd du système solaire ?
1-2-D’après toi, combien existe-t-il de planètes dans notre système solaire ?
1-3- D’après toi, est ce que toutes les planètes tournent dans le même sens autour du Soleil
1-4- D’après toi, est ce que toutes les planètes ont la même vitesse autour du soleil ?
2-Recherche documentaire : Étudie les documents proposés
3-Exploitation:
3-1-Quel est l’astre du système solaire qui a la plus grande masse?
3-2-Quelle position occupe le Soleil dans le système solaire ?
3-3- Combien existe-t-il de planètes dans notre système solaire ?
3-4-Donne les planètes du système solaire dans l’ordre d’éloignement au Soleil ?
3-5- Quelle planète a la plus grande vitesse orbitale ?
4-Résultats : Tes prévisions étaient elles exactes ?
5-Conclusion : Que peut-on dire du mouvement des planètes autour du Soleil ?
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---Document
 Le système solaire est un système planétaire constitué en son centre d’une
étoile, le Soleil, et de huit planètes qui se déplacent autour de celle-ci sur des
trajectoires presque circulaires.
 Le Soleil concentre plus de 99% de la masse totale du système solaire.
 Les planètes tournent toutes dans le même sens, sur des orbites quasiment
circulaires et à des vitesses considérables. La durée d’un tour complet
caractérise chaque planète; on l’appelle période de révolution.
 Près du Soleil se trouvent Mercure, Vénus, la Terre et Mars, nommées planètes
telluriques car elles sont constituées de roches. Au-delà, on trouve Jupiter,
Saturne, Uranus et Neptune, nommées planètes géantes gazeuses car elles sont
constituées en majorité de gaz.
 La plupart des planètes possèdent des satellites naturels qui tournent autour de celles-ci. La Terre possède un seul satellite: la Lune. Mars
en possède deux et Jupiter en possède plus d’une soixantaine.
 D’autres petits corps gravitent autour du Soleil:
-Les comètes qui sont des corps rocheux enveloppés de glace, originaires des confins du système solaire;
-La ceinture d’astéroïdes qui est un ensemble de plusieurs millions de petits corps rocheux situés entre Mars et Jupiter.
Bilan :
Le Soleil est l’astre le plus lourd du système solaire. Autour du Soleil gravitent huit planètes;
Elles se déplacent toutes dans le même sens sur des trajectoires quasiment circulaires à très
grande vitesse.
PLANETES
Distance moyenne
au Soleil en km
Vitesse orbitale
en km/h
Période de
révolution
Mercure
57 910 000
172 404
87,97 jours
Venus
108 200 000
126 108
224,70 jours
Terre
149 600 000
107 244
365,25 jours
Mars
227 940 000
86 868
686,98 jours
Jupiter
778 330 000
47 016
11,86 ans
Saturne
1 426 980 000
34 704
29,46 ans
Uranus
2 870 990 000
24 516
87,04 ans
Neptune
4 497 070 000
19 548
164,79 ans

Activité3 Liaison ou pas ?
Philémon s’interroge : « Je ne comprends pas pourquoi depuis le temps que la
Terre tourne autour du Soleil, elle ne s’est pas encore éloignée du Soleil. »
Cassiopée lui répond : « Elle ne risque pas de s’éloigner, tout se passe comme si
le Soleil tient la Terre en laisse. »
1-hypothèse : D’après toi, pourquoi la Terre ne s’éloigne pas du Soleil ?
2-Recherche documentaire vidéo et document : Étudie les documents proposés
3-Exploitation:
3-1-En quoi la position du lanceur montre qu’il tire sur le filin pour maintenir le marteau sur sa trajectoire ?
3-2-Que se passe t il lorsque le lanceur lâche le filin ?
3-3- Que se passe t il si le lanceur tire sur le filin sans faire tourner le marteau autour de lui°?
3-4-Par analogie avec le lancer de marteau, quel type d’action le Soleil doit-il exercer sur la Terre pour l'empêcher de
s’échapper dans l’espace?
3-5-Existe-t-il un filin entre le Soleil et la Terre ?
3-6-Que pourrait-il se passer si tout à coup on pouvait arrêter le mouvement d’une planète autour du Soleil ?
3-7- Que pourrait-il se passer si tout à coup on pouvait arrêter l’action du Soleil sur une de ses planètes ?
4-Résultats
Ton hypothèse a-t-elle été vérifiée ?
5-Conclusion :
5-1-Quel(s) est (sont) le(s) point(s) commun(s) entre les trajectoires du marteau autour du lanceur et de la Terre autour du
Soleil ?
5-2-Quel(s) est (sont) le(s) point(s) commun(s) et la ou les différence(s) entre l’action du lanceur sur le marteau et l’action du
Soleil sur la Terre ?
---Documents
1-Vidéo : http://www.dailymotion.com/video/x65aug_le-lancer-du-marteau_sport
2-Texte : Un marteau est composé d’une boule métallique, d’un filin et d’une poignée.
Tout d’abord, le lanceur fait tourner le marteau autour de lui pour lui permettre d’atteindre une vitesse importante. Le
mouvement du marteau est circulaire, ce mouvement circulaire du marteau est dû à l’action exercée par la main sur le filin
du marteau. Pour effectuer le lancer, le lanceur lâche Le filin.
Si nous comparons le mouvement du marteau autour du lanceur et celui d’une planète autour du Soleil, alors nous
remarquons que le marteau tourne autour du lanceur comme la Terre tourne autour du Soleil mais elle ne s’en éloigne jamais
Réponse de la classe
Le mouvement d’une planète autour du Soleil peut être comparé à celle d’un marteau autour d’un lanceur :
-La trajectoire du marteau autour du lanceur est circulaire.
-La trajectoire des planètes autour du soleil est circulaire.
L’action du Soleil sur une planète peut être comparée à celle d’un lanceur sur un marteau :
-La main du lanceur est en contact avec le filin du marteau : c’est une action de contact.
Le lanceur tire sur le filin du marteau : Le marteau ne peut pas s’éloigner
Si le lanceur lâche le filin le marteau s’éloigne
Si le lanceur tire sur le filin sans faire tourner le marteau , le marteau lui tombe dessus
-Le Soleil n’est pas en contact avec la planète : c’est une action à distance.
Le Soleil attire la planète : La planète est maintenue sur son orbite circulaire, elle ne peut pas s’éloigner.
Imaginons que le Soleil cesse son attraction alors la planète poursuivrait son mouvement et partirait au loin…
Imaginons que le mouvement circulaire de la planète autour du Soleil cesse alors l’attraction du Soleil ferait que la planète
tomberait sur le Soleil.

Bilan :
Le Soleil exerce une attraction sur l’ensemble de ces planètes pour les maintenir en orbite :
C’est l’attraction dite gravitationnelle, appelée aussi gravitation. Le soleil n’est pas en contact
avec la planète, c’est une attraction à distance.
De même, la Terre exerce une attraction gravitationnelle (gravitation) sur la lune pour la
maintenir en orbite.

Activité4 la Lune est une grosse pomme
Sur internet, Philémon a trouvé que la Lune se comporte comme une grosse pomme qui tombe d’un pommier.
Cela le laisse perplexe…
1-hypothèse : D’après toi, comment peut on faire un lien entre le mouvement de la lune qui tourne autour de la Terre et ne tombe pas et
celui de la pomme qui tombe sur Terre et ne tourne pas?
2-Recherche documentaire vidéo et document : étudie les documents proposés
3-Exploitation:
3-1-Comment relier la vitesse initiale d’un projectile et la distance qu’il parcourt avant de toucher le sol terrestre ?
3-2-Grâce la simulation, à quelle vitesse initiale doit-on lancer le projectile pour qu’il ne touche plus la Terre ?
4-Résultats : Ton hypothèse a-t-elle été vérifiée ?
5-Conclusion : Qu’est ce qui cause le mouvement circulaire de la Lune autour de la Terre et la chute d’un objet sur Terre ?
---documents :
1-Texte : Isaac Newton (1642-1727) est un physicien, philosophe, astronome, et mathématicien anglais, considéré comme l’un des plus
grands scientifiques de tous les temps. Newton a été le premier à penser que ce qui fait tomber une pomme d’un arbre vers le sol, n’était pas
limitée à une certaine distance de la Terre, mais que son action devait s’étendre beaucoup plus loin, même jusqu’à la Lune. En faisant des
calculs, il a prouvé que la chute de la pomme et le mouvement circulaire de la Lune autour de la Terre sont causés tous les 2 par la gravitation.
Une pomme bien mure se détache du pommier et tombe à la verticale. Une pomme lancée à l’horizontale depuis le pommier tombera un peu
plus loin. Une pomme projetée à l’horizontale depuis le pommier avec une grande vitesse initiale ira encore plus loin. Un projectile tiré par un
canon ira beaucoup plus loin
2-Simulation : http://waowen.screaming.net/revision/force&motion/ncananim.htm
Bilan :
Newton (1642-1727) a montré que le mouvement des objets sur Terre et des corps
célestes sont gouvernés par l'attraction gravitationnelle.