mouvement des planètes du système solaire

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C4 : Le mouvement des planètes et la relativité du mouvement
MOUVEMENT DES PLANÈTES DU SYSTÈME SOLAIRE
Capacité(s) contextualisée(s) mise(s) en jeu durant l'activité :
✔Analyser des documents scientifiques portant sur l'observation du système solaire.
But
•Etudier la composition du système solaire et le mouvement de ses planètes.
Introduction
Toutes les planètes du système solaire ont-elles le même
mouvement.
Documents (s'approprier)
Doc.1 : Formation du système solaire
Notre système solaire, et tout ce qu’il contient, y compris la Terre, des montagnes de
l’Himalaya jusqu’au sang qui coule dans vos veines, tout cela a la même origine … Nous
venons tous de la nébuleuse originelle ! Cette nébuleuse est le vestige de l’étoile qui était à
notre place il y a entre 10 et 5 milliards d’années et qui, après avoir consumé tout son
carburant nécessaire à la réaction nucléaire, est morte en expulsant toute sa matière dans
l’espace. La nébuleuse est donc le nuage de gaz d’une étoile morte …
Sous l’effet de sa propre gravité, cette nébuleuse primitive s’est condensée (Fig1.1) jusqu’à
former un disque granuleux puis s’est effondrée sur elle-même jusqu’à atteindre une telle
densité et une telle température qu’une réaction nucléaire engendra la naissance du Soleil !
(Fig.1.2) Dans la nébuleuse primitive, on trouvait déjà tous les éléments qui composent
actuellement notre système solaire. Les principaux sont le carbone, l'azote, et l'oxygène. Mais
les plus présents sont l'hydrogène et l'hélium, qui sont les deux composants nécessaires à la
fusion nucléaire, donc à la création d'une étoile.
Autour de ce proto Soleil, se forme alors ce qu’on appelle le disque d’accrétion : un disque
grand de plusieurs centaines d’UA, formés de grains de matière (essentiellement de la
poussière) en rotation autour du centre (Fig1.3).
Un UA est une unité de longueur (unité astronomique) égale par définition à la distance
moyenne Terre-Soleil soit environ 150 000 000 km.
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Au fil des millions d’années, les atomes de
matières qui formaient ce disque ce sont
croisés, percutés, et donc agrégés (d’où le
nom de « disque d’accrétion ») jusqu’à
former des blocs rocheux, puis des
astéroïdes, puis encore des planétoïdes
(Fig.1.4)… Ces astres, plus grands et plus
massifs que jamais, ont alors accéléré le
phénomène, attirant toujours plus de
matière, jusqu’à former les planètes qui nous
sont aujourd’hui si familières (Fig.1.5)…
Fig.1 Les étapes de la formation du système solaire
Doc.2 : Composition du système solaire
De façon schématique, le système solaire est divisé entre le Soleil, quatre planètes telluriques
internes, une ceinture d'astéroïdes composée de petits corps rocheux, quatre géantes
gazeuses externes et une seconde ceinture appelée ceinture de Kuiper, composée d'objets
glacés (Fig.2). Au-delà de cette ceinture se trouve un disque d'objets épars, l'héliopause et,
selon la théorie avancée par Jan Oort, le nuage d'Oort.
Fig.2 Description du système solaire
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Les principaux éléments composant le système solaire sont donc (Fig.3) :
•Les huit planètes (Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune
par ordre de distance croissante du Soleil) ayant chacune des caractéristiques
spécifiques.
•Sept satellites de grande taille : la Lune, les 4 satellites galiléens de Jupiter (IO,
Europe, Ganymède, Callisto), Titan satellite de Saturne et Triton satellite de Neptune
dont les tailles sont supérieures à celle de Pluton et pour deux d'entre eux (Ganymède
et Titan), supérieures à celle de Mercure. Il s'agit là de mondes à part entière, dont
certains, comme Io ou Titan, ont des caractéristiques très originales.
•Les planètes naines, dont Pluton, Eris et Cérès, qui selon la définition officielle du 24
août 2006 sont des corps en orbite autour du soleil, suffisamment massifs pour avoir
une forme sphérique, mais qui n'ont pas fait place nette dans leur voisinage.
A ces corps de grande taille, il faut ajouter les petits corps du système solaire : petits
satellites, astéroïdes et comètes.
Fig.3 Planètes et planètes naines du système solaire
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Doc.3 : Caractéristiques des planètes du système solaire
Sources : http://www.astropolis.fr/
http://smsc.cnes.fr/Fr/systeme_solaire.htm
Quelques questions : (analyser, réaliser)
1. Quels sont les différents corps composant le système solaire ?
2. A l'aide du Doc.1, expliquer pourquoi ces corps tournent tous autour du Soleil dans le
même plan et dans le même sens ?
3. Les différentes planètes du système solaire tournent-t-elle à la même vitesse ?
4. Comment varie la vitesse d'une planète en fonction de sa distance au Soleil ?
5. Les planètes sont-elles donc toutes alignées en permanence ?
6. Que se passe-t-il donc nécessairement au bout d'un certain temps ?
Conclusion : (valider)
Répondre à la question d'introduction.
Pour les plus curieux...
La vie et la mort des étoiles
http://www.astrosurf.com/luxorion/astro-enfant-evolution-etoiles.htm
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