1. Observer le phénomène 2. Comprendre le phénomène
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Thème 1–UNIVERS U6-Relativité du mouvement ACTIVITE PH06 : La rétrogradation de Mars Objectifs : L’étymologie du mot « planète » signifie « astre errant » . Les planètes ont été désignées ainsi, car, en observant le ciel chaque jour à la même heure, elles semblent se déplacer par rapport aux étoiles. Comment expliquer le mouvement des planètes dans le ciel ? 1. Observer le phénomène Un l o g i c i el d e s i m ul a ti o n a s t r o n om i q u e c om m e St el l a r i um ( doc . 1 et f i c he n° 1 3 p. 3 2 2 ) p er m et d 'o b s er v er l a p o s it i o n d e l a p l a n èt e Ma r s d ep u i s la Ter r e. • L a n c er l e l o g i c i el et l e p a r am é tr er ( doc . 1) a f i n q u 'i l i n d i q u e l es l i g n es et l es n om s des c o n s t el l a t i o n s. • O b s er v er l e c i el d e Pa r i s en d i r ec t i o n d e l 'E s t l e 1 er n o v e m b r e 2 0 0 9 à 0 2 h 0 0 ( doc . 1 ) en a r r ê t a n t l 'é c o ul em en t d u t em p s. • Rec h er c h er l a p l a n è t e Ma r s , p u i s c en t r er l 'o b s er v a t i o n s u r l 'u n e d es é t o i l es d e l a c o n s t el l a t i o n d u Ca n c er . Rep é r er l a p o s it i o n d e Ma r s p a r r a p p or t à c et t e c o n s t el l a t i o n. • O b s er v er , j o ur a p r è s j o u r, t o u j o u rs à l a m êm e h eu r e, l e d é p l a c em en t d e Ma r s p a r r a p p o rt à l a c o n s t el l a t i o n d u Ca n c er . Po u r s ui v r e l 'o b s er v a t i o n j u s q u 'en a v r i l 2 0 1 0 . Q ue s t i ons : Q 1 . Q u e s e p a s s e- t - i l a u x a l en t o u r s d u 2 0 d é c em b r e 2 0 0 9 , p u i s a u x a l en t o u r s d u 1 0 m a r s 2 0 1 0 ? Q 2 . Po ur q u o i p ar l e- t - o n d e m o u v em en t d e r é tr o g ra d a t i o n ? Arrêter ou relancer le défilement du temps Doc. 1 Le logiciel Stellarium permet de simuler l'observation du ciel. Depuis Paris, le 1er novembre 2009 à 02 h 00, la planète Mars est visible devant la constellation du Cancer. Présentation des principales fonctions du logiciel Stellarium ( f i c he n° 1 3 p. 3 2 2 ) 2. Comprendre le phénomène 2.1. Mouvement des planètes dans le référentiel héliocentrique: Pour décrire le mouvement des planètes du système solaire, les astronomes utilisent un référentiel, lié au centre du soleil: le référentiel héliocentrique (doc.2). Pour les parties 1) et 2), on pourra s’aider du site http://www.neufplanetes.org/ 1) Trajectoire de la Terre : Q3. Quelle est la trajectoire de la Terre dans le référentiel héliocentrique ? Q4. A quelle distance moyenne du soleil d T-S gravite la Terre ? Q5. Exprimer cette valeur en km (en écriture scientifique avec Doc. 2 Mouvement des planètes du système solaire 3 chiffres significatifs) puis exprimer cette valeur en unités dans le référentiel héliocentrique astronomiques (u.a.) Q6. Quelle est la période de révolution de la Terre autour du soleil ? - en jours (3 chiffres significatifs) - en mois (2 chiffres significatifs) 2) Trajectoire de Mars : Q7. Quelle est la trajectoire de Mars dans ce référentiel ? Q8. A quelle distance moyenne du soleil dM-S gravite Mars ? - Exprimer cette valeur en km (écriture scientifique avec 3 chiffres significatifs) - Exprimer cette valeur en unités astronomiques ( u.a.) Q9. Quelle est la période de révolution de Mars autour du soleil ? - en jours (3 chiffres significatifs) -en mois (2 chiffres significatifs) E2 S T M E1 Doc.3 Trajectoires de la Terre (T) et de Mars (M) dans le référentiel héliocentrique. Etude du doc. 3 représentant les trajectoires de Mars et de la Terre dans le référentiel héliocentrique. 3) Positions successives de la Terre : On s’intéresse à sa position le 1er jour de chaque mois de l’année. L’intervalle de temps choisi est le mois terrestre. Q10. Sachant qu’à la date 01/02/2010, le Soleil, la Terre et l’étoile E 1 étaient alignés, représenter les différentes positions T 1, T 2,...T 12 de la Terre du 01/09/2009 au 01/08/2010 4) Positions successives de Mars : Q11. Sachant qu’à la date 01/02/2010, le Soleil, la Terre, Mars (position M 6 ) et l’étoile E 1 étaient alignés, représenter les différentes positions M 1, M 2 ,...M 12 de Mars du 01/09/2009 au 01/08/2010. 2. 2. Mo u vemen t d es p l an ètes d an s l e référen ti el g éo cen tri q u e: Q 1 2 . Déf i ni r l e r é f é r en t i el g é o c en t r i q u e( l i vr e p 8 8 ) Q 1 3 . Po si ti o n s s u c c es s i v es d e Ma r s d a n s l e r é f éren t i el G é o c en t r i q u e: * Su r u n p a p i er c a l q u e, c a l q u er l e r ep è r e ( S, E 1 , E 2 ) . Rem p l a c er l e p o i n t S p a r u n p o i n t n o m m é T. Vo t r e r ep è r e s e n o m m e ( T, E 1 , E 2 ) . * L es a x es d es 2 r ep è r es ( S, E 1 , E 2 ) et ( T, E 1 , E 2 ) res t a n t p a r a ll è l es , p l ac er T s u r T 1 p u i s r ep é r er M 1 . * Ré p é t er l a m êm e o p é r at i o n j u s q u ’à T 1 1 , M 1 1 . * J o i n d r e l es p o i n t s . Q u el l e t r aj ec t o i r e o b ti en t - o n ? L a c om p ar er à c el l e d e l a p h o t o d u doc . 4 . Q 1 4 . Exp l i q u er l e t er m e d e « r é tr o g r a d a ti o n » u t ili s é p o u r c e t y p e d e m o u v em en t ( doc . 4 ) . Doc. 4 Un exemple de rétrogradation de Mars observé depuis la Terre. CO NLUSIO N : En é t udi a nt l e m ouv em e nt de Ma r s obs e r v é de pui s l a Te r r e e t l e m ouv em e nt de M a r s pa r r a ppor t a u Sol ei l, j ust i fi e r l ' e x pr e s s ion « l e m ouv em e nt e s t r e l at i f » .
