Accompagnement du matériel de modélisation AMA09 « Une astronomie durable dans le Lot »
Partenariat CLEA / Education nationale Année mondiale de l’astronomie
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FICHE n°6
DEROULEMENT possible de la séance
1) Présentation de la tâche et recueil de représentations (oral collectif, écrit individuel) : 15 min
Présenter côte à côte les deux boules. Quelle différence ? >>> leur taille. Introduire le vocabulaire géométrique « diamètre équatorial» et
« sphère ».
Faire estimer ces dimensions par deux élèves (Comment s’y prendre ?).
Quel est le rapport de taille ?
>> La grosse sphère à un diamètre 4 fois plus grand que la petite. (CM1) ou Le diamètre de la petite sphère est ¼ de celui de la grosse (CM2)
Annoncer que la différence de taille correspond à peu de chose près (préciser ce que cela signifie) à celle de deux corps célestes dont un est la
Terre (sans préciser s’il s’agit de la petite ou de la grande sphère).
Quel est l’autre?
Pour le savoir distribuer le tableau à chaque élève qui note sa réponse par écrit. (Les élèves utilisent une calculatrice)
Recueil des réponses. Discussion collective.
Nota : plusieurs réponses sont possibles
Si la Terre est la « petite sphère» alors Uranus ou Neptune peuvent être la grosse.
Si la Terre est la « grosse sphère » alors la Lune ou Europe peuvent être « la petite »
Préciser alors que les deux sphères représentent une planète et son « satellite naturel» (vocabulaire à préciser).
Quelle est la seule réponse possible ?
(Cette phase va permettre de faire conscience que le rapport de taille assez faible entre la Terre et son satellite naturel est un
phénomène unique dans le système solaire)
Rappels: Qu’est ce que la LUNE ? (rappel du vocabulaire « révolution autour de la Terre»)
2) Introduction du problème (oral collectif, 5min)
Maintenant que les deux corps sont identifiés, nous allons construire une maquette la plus exacte possible du système TERRE /LUNE. Nous
avons les deux boules, que nous manque-t-il ? >>>> La distance à laquelle on doit les placer.
Ecrire au tableau la phrase : La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un
diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la Terre de la Lune est de 384 400 km.
(D’après WIKIPEDIA)
3) Recherche en groupes (10 min)
Aide possible : rappel du diamètre de la Terre (12 700 km) et comparaison avec la grosse sphère (12cm) afin d’établir la correspondance
approximative entre 1000km dans la réalité et 1cm sur la maquette)
4) Mise en commun (15 min)
a) Noter les différentes réponses
b) Discussion, argumentation
c) Placer la « Lune » à la bonne distance de la « Terre » (on peut utiliser une ficelle de la bonne longueur qui permettra de mimer la
révolution de la Lune autour de la Terre, en se rappelant du sens de rotation)
Terre Lune
Les élèves seront sans doute étonnés par la distance de plus de trois mètres qui ne correspond en rien aux représentations classiques que
l’on trouve par exemple dans des manuels scolaires.
Leur préciser que toute modélisation est inexacte (même celle qu’ils viennent de réaliser puisque les rapports ne sont pas tout à fait
respectés du fait que la Terre a plus de 12000 km de diamètre) et que l’on doit faire des choix pour représenter la réalité.
Pour s’en convaincre, proposer la tache décrite ci-dessous en 1 dans les « prolongements»
PROLONGEMENTS
1) Peut-on construire une maquette en gardant cette échelle Lune/Terre/Soleil ?
En gardant la taille de la Terre et de la Lune, à quelle distance devrait-on placer le Soleil ? (150 000 000 km feraient 150 000 cm soit 1,5 km !)
Quelle serait alors sa taille pour respecter la réalité ? (1 392 000 km seraient représentés par 1 392 cm soit une sphère de près de 14 m !)
On comprend alors l’impossibilité de la tache demandée.
Ce travail peut amener à la séquence de modélisation présentée en fiche 7.
2) Les éclipses ne sont plus au programme mais, si l’actualité s’y prête, peuvent être abordées via cette maquette. En effet, vue la distance
séparant les deux astres représentés à l’échelle, on comprend assez vite que l’ombre portée de la Lune sur la Terre (ou inversement) est très fine
et passe la plupart du temps soit au dessus soit au dessous de l’autre astre. (On apportera à ce propos une information indiquant que la Lune ne
tourne pas exactement dans le même plan que la Terre autour du Soleil.)
Une éclipse de Lune ou de Soleil reste donc un évènement possible mais rare, correspondant à l’alignement exact des trois astres.
Une éclipse de Soleil ne peut avoir lieu qu’à la Nouvelle Lune, une éclipse de Lune uniquement à la Pleine Lune (rappel de la séquence sur les
phases, fiche 5).