Lutter contre les croyances, développer des arguments pour prouver que la Terre est ronde

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des arguments pour prouver que la Terre est ronde

Aujourd’hui, rien ne sert de montrer des images de la Terre vue de l’espace pour justifier sa sphéricité ! Sous prétexte de mobiliser leur esprit critique, les croyants ont tôt fait de prétendre au trucage des images. Aussi, nous nous proposons de nous appuyer uniquement sur des observations réalisées au sol, sur Terre en y associant des arguments cohérents afin de prouver que la Terre ne peut être que sphérique.

Aristote (-384 av JC -322 av JC) philosophe grec de l’Antiquité, un des penseurs les plus influents que le monde ait connu démontrait déjà la rotondité de la Terre. Nous nous proposons donc de prendre en compte ses arguments en les opposant à une vision «platiste».

En effet, les simulations des observations réalisées sur une Terre plate et celles obtenues sur une Terre ronde comparées aux observations réelles permet de réfuter le modèle de la Terre plate.

MODALITES DE TRAVAIL

Durée du travail : travail préliminaire de 20 minutes + trois activités de 45 minutes.

Travail individuel et par groupe de 4 élèves.

ORGANISATION DES ACTIVITÉS

- Activité 1 : Problématisation, recueil des représentations des élèves.

- Activité 2 : Modélisation d’un

observateur sur une Terre plate et sur une Terre ronde : notion d’horizon.

- Activité 3 : Schématisation du plan définissant l’horizon visible.

Passer du point de vue d’un observateur terrestre au point de vue géocentrique.

- Activité 4 : Arrivée au port par bateau.

Modélisation et schématisation.

Évaluation formative.

Programme Cycle 2

Situer un lieu sur une carte ou un globe ou un écran informatique Identifier des représentations

globales de la Terre et du monde.

Savoir que la Terre fait partie d’un univers très vaste composé de différents types d’astres.

De l’espace connu à l’espace lointain :

La Terre et les astres (la Lune, le Soleil, …).

Globe comme instrument de visua- lisation de la planète

Saisons, lunaisons, à l’aide de modèles réduits (boules éclairées).

Programme Cycle 3

Situer la Terre dans le système solaire et caractériser les conditions de la vie terrestre

Situer la Terre dans le système solaire. Décrire les mouvements de la Terre (rotation sur elle-même et alternance jour- nuit, autour du Soleil et cycle des saisons).

Les mouvements de la Terre sur elle-même et autour du Soleil.

Représentations géométriques de l’espace et des astres (cercle, sphère).

Travailler à partir de l’observation et de démarches scientifiques variées (modélisation, expérimentation…).

Découvrir l’évolution des connaissances sur la Terre et les objets célestes depuis l’Antiquité (notam- ment sur la forme de la Terre et sa position dans l’univers) jusqu’à nos jours (cf. exploration spatiale du système solaire).

Introduction

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Rotondité de la Terre

Introduction

Séance Phase Matériel Objectifs Synthèse attendue

(institutionnalisation)

1. Histoire des sciences

1. Lecture du texte

Texte d’Aristote

Dégager les arguments connus dès l’Antiquité qui ont permis de comprendre que la Terre est ronde.

Les arguments d’Aristote prouvant que la Terre est ronde.

2. Explication

2, 3, 4 Comprendre pourquoi de nouvelles étoiles apparaissent vers le Sud quand les marins grecs naviguent dans cette direction.

1. Simuler un voyage du Nord au Sud sur la mer Observer l’horizon

Piques à brochette Boules de

polystyrène Stellarium

Comprendre la notion d’horizon. Modéliser le plan tangent à la sphère pour

représenter l’horizon.

Projection de la sphère sur le plan en un cercle et du plan tangent par une droite.

Changer de point de vue : passer du référentiel terrestre à un référentiel

géocentrique.

Les marins de l’Antiquité qui se déplacent vers le Sud sur la mer voient des constellations disparaître sous l’horizon vers le Nord et des constellations apparaître au Sud. Cela s’explique par le fait que la Terre est ronde.

C’est comme cela que les savants de l’Antiquité ont compris que la Terre était ronde sans la voir dans sa globalité.

2. Modéliser pour expliquer : modèle de Terre plate et modèle de Terre ronde

3. Mieux comprendre la notion d’horizon.

4. Institutionnaliser modéliser

l’horizon sur une Terre ronde

5. Comparer l’arrivée d’un bateau à l’horizon sur une Terre plate et sur une Terre ronde.

Évoquer ce qu’on raconte des bateaux arrivant au port et simuler avec différents modèles pour

éprouver.

Appareil photo planche en bois flexible

Petit bateau

Simuler et comparer l’arrivée au port d’un bateau à l’horizon sur une Terre plate et sur une Terre ronde.

On ne voit pas les bateaux quand ils sont très loin du port, car ils sont sous l’horizon. Ils sont cachés par la Terre, qui empêche la lumière diffusée par le bateau d’arriver à l’œil de l’observateur.

6. Vérifier que L’ombre portée de la Terre sur la Lune lors d’une éclipse est un disque.

Rappeler les propos d’Aristote et les éprouver en réalisant des simulations.

Vidéo : écran de projection Solides divers Lampe

Comparer les ombres portées de différents solides sur un écran.

L’observation rapportée par Aristote est cohérente avec l’idée d’une Terre ronde, sans pour autant permettre la réfutation de la Terre plate. Si cela est cohérent, cela ne prouve rien.

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Dans l’antiquité déjà, Aristote explique que la Terre est ronde.

SÉANCE 1

Rotondité de la Terre

MATÉRIEL

Cahier d'expérience Feuilles blanches

COMPÉTENCES DU SOCLE

(Socle : domaine 4) Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques Proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question ou un problème.

PHASE 1

Lecture et traduction du texte d’Aristote LIVRE II chapitre 14.

§ 13. On peut encore démontrer la sphéricité de la Terre par les phénomènes qui frappent nos sens. Ainsi, si l’on supposait que la Terre n’est pas sphé- rique, les éclipses de Lune ne présenteraient par les sections qu’elles pré- sentent, dans l’état actuel des choses ; car la Lune, dans ses transformations mensuelles, affecte toutes les divisions possibles, tantôt demi-pleine, tantôt en croissant, tantôt pleine aux trois quarts ; mais dans les éclipses, la ligne qui la termine est toujours courbe. Par conséquent, comme la Lune ne s’éclipse que par l’interposition de la Terre, il faut bien que ce soit la circonférence de la Terre, qui, étant sphérique, soit cause de cette forme et de cette apparence.

- [ ] § 13. Ἔτι δὲ καὶ διὰ τῶν φαινομένων κατὰ τὴν αἴσθησιν· οὔτε γὰρ ἂν αἱ

τῆς σελήνης ἐκλείψεις τοιαύτας ἂν εἶχον τὰς ἀποτομάς· νῦν γὰρ ἐν μὲν τοῖς κατὰ μῆνα σχηματισμοῖς πάσας λαμβάνει τὰς διαιρέσεις (καὶ γὰρ εὐθεῖα γίνεται καὶ ἀμφίκυρτος καὶ κοίλη), περὶ δὲ τὰς ἐκλείψεις ἀεὶ κυρτὴν ἔχει τὴν ὁρίζουσαν γραμμήν, ὥστ´ ἐπείπερ ἐκλείπει διὰ τὴν τῆς γῆς ἐπιπρόσθησιν, ἡ τῆς γῆς ἂν εἴη περιφέρεια τοῦ σχήματος αἰτία σφαιροειδὴς οὖσα.

§ 14. Bien plus, d’après la manière même dont les astres se montrent à nous, il est prouvé que non seulement la Terre est ronde, mais même qu’elle n’est pas très grande ; car il nous suffit de faire un léger déplacement, soit au midi, soit au Nord, pour que le cercle de l’horizon devienne évidemment tout autre. Ainsi les astres [298b] qui sont au-dessus de notre tête subissent un changement considérable, et ils ne nous semblent plus les mêmes, selon qu’on va au midi, ou au Nord. Il y a certains astres qu’on voit en Égypte et à Chypre, et qu’on ne voit plus dans les contrées septentrionales. Certains astres, au contraire, qu’on voit constamment dans les contrées du Nord, se couchent quand on les considère dans les contrées que je viens de nommer. Ceci prouve non seulement que la forme de la Terre est sphérique, mais encore que sa sphère n’est pas grande ; car autrement on ne verrait pas de tels changements pour un déplacement si petit.

- [ ] § 14. Ἔτι δὲ διὰ τῆς τῶν ἄστρων φαντασίας οὐ μόνον φανερὸν ὅτι περιφερής, ἀλλὰ καὶ τὸ μέγεθος οὐκ οὖσα μεγάλη· μικρᾶς γὰρ γιγνομένης μεταστάσεως ἡμῖν πρὸς μεσημβρίαν καὶ ἄρκτον ἐπιδήλως ἕτερος γίγνεται ὁ ὁρίζων κύκλος, ὥστε τὰ [298b] ὑπὲρ κεφαλῆς ἄστρα μεγάλην ἔχειν τὴν μεταβολήν, καὶ μὴ ταὐτὰ φαίνεσθαι πρὸς ἄρκτον τε καὶ μεσημβρίαν μεταβαίνουσιν· ἔνιοι γὰρ ἐν Αἰγύπτῳ μὲν ἀστέρες ὁρῶνται καὶ περὶ Κύπρον, ἐν τοῖς πρὸς ἄρκτον δὲ χωρίοις οὐχ ὁρῶνται, καὶ τὰ διὰ παντὸς ἐν τοῖς πρὸς ἄρκτον φαινόμενα τῶν ἄστρων ἐν ἐκείνοις τοῖς τόποις ποιεῖται δύσιν. Ὥστ´ οὐ μόνον ἐκ τούτων δῆλον περιφερὲς ὂν τὸ σχῆμα τῆς γῆς, ἀλλὰ καὶ σφαίρας οὐ μεγάλης· οὐ γὰρ ἂν οὕτω ταχὺ ἐπίδηλον ἐποίει μεθισταμένοις οὕτω βραχύ.

Livre II du Ciel et de la Terre - Aristote

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Dans l’Antiquité déjà, Aristote explique que la Terre est ronde.

SÉANCE 1

Rotondité de la Terre

MATÉRIEL

Cahier d'expérience Feuilles blanches Texte d’Aristote

§ 15. Ainsi, quand on suppose que le pays qui est aux colonnes d’Hercule va se rejoindre au pays qui est vers l’Inde, et qu’ainsi il n’y a qu’une seule et unique mer, on ne me parait pas faire une supposition par trop incroyable. On cite entre autres preuves les éléphants, dont l’espèce se retrouve à ces deux extrémités du globe ; ce qui n’est possible que si ces deux extrémités se tiennent et se rejoignent en effet.

- [ ] § 15. Διὸ τοὺς ὑπολαμβάνοντας συνάπτειν τὸν περὶ τὰς Ἡρακλείας στήλας τόπον τῷ περὶ τὴν Ἰνδικήν, καὶ τοῦτον τὸν τρόπον εἶναι τὴν θάλατταν μίαν, μὴ λίαν ὑπολαμβάνειν ἄπιστα δοκεῖν· λέγουσι δὲ τεκμαιρόμενοι καὶ τοῖς ἐλέφασιν, ὅτι περὶ ἀμφοτέρους τοὺς τόπους τοὺς ἐσχάτους ὄντας τὸ γένος αὐτῶν ἐστιν, ὡς τῶν ἐσχάτων διὰ τὸ συνάπτειν ἀλλήλοις τοῦτο πεπονθότων.

§ 16. Et les mathématiciens qui ont essayé de mesurer les dimensions de la circonférence, la portent à quarante fois dix mille stades. C’est d’après ces preuves péremptoires qu’on est nécessairement amené à penser que non seulement la masse de la Terre est de forme sphérique, mais encore que cette masse n’est pas fort grande comparativement à celle des autres astres.

- [ ] § 16. Καὶ τῶν μαθηματικῶν δὲ ὅσοι τὸ μέγεθος ἀναλογίζεσθαι πειρῶνται τῆς περιφερείας, εἰς τετταράκοντα λέγουσιν εἶναι μυριάδας. Ἐξ ὧν τεκμαιρομένοις οὐ μόνον σφαιροειδῆ τὸν ὄγκον ἀναγκαῖον εἶναι τῆς γῆς, ἀλλὰ καὶ μὴ μέγαν πρὸς τὸ τῶν ἄλλων ἄστρων μέγεθος.

Ce qu’il veut dire :

§ 13. Lors d’une éclipse, la courbure circulaire du séparateur entre la partie éclairée et la partie à l’ombre sur la Lune ne peut être expliquée que parce que l’ombre projetée de la Terre sur la Lune est un disque.

Ce phénomène n’a rien à voir avec les phases de la Lune observées au cours d’une lunaison.

§ 14. Quel que soit l’endroit où l’on se trouve sur Terre, quand on se déplace vers le Sud de nouvelles étoiles apparaissent au Sud alors que d’autres disparaissent au Nord. C’est une preuve de la sphéricité de la Terre.

§ 15. La Terre est « ronde », elle n’a pas de « bout »… Tout se rejoint.

C’est pour ça qu’il y a des éléphants en Inde comme en Afrique.

§ 16. Après des calculs de la circonférence de la Terre : 40 000 km, on se rend compte qu’elle est moins grande que certains autres astres (Soleil, autres planètes…)

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De nouvelles étoiles apparaissent dans le ciel lorsqu’on voyage vers le Sud

SÉANCE 2

Rotondité de la Terre

PHASE 1 Réactiver les connaissances utiles

Avant tout rappeler les connaissances sur les conditions de vision des objets et sur les propos d’Aristote du § 14.

Pour voir un objet, il doit être éclairé ou émettre de la lumière, afin que cette dernière arrive dans l’œil de l'observateur. Si un objet opaque est placé entre l’œil et l’objet, il empêche la lumière émise par l’objet d’atteindre l’œil.

Dans ce cas l’objet n’est pas visible.

Les marins naviguant vers le Sud, voient simultanément des constellations disparaitre sous l’horizon au Nord et des constellations apparaître au-dessus de l’horizon au Sud.

Vidéo : simulation Stellarium Observation du ciel nocturne lors d'un voyage sur l'océan vers le Sud.

En utilisant Stellarium, on simule les observations des navigateurs.

Commencer par repérer les constellations de la grande ourse, et de la petite ourse pour situer l’étoile polaire. Simuler le déplacement du bateau vers le Nord en suivant le méridien. Des étoiles passent au-dessus de l’horizon au Nord, et passe sous l’horizon au Sud. On constate que la constellation de la petite ourse contenant l’étoile polaire monte au-dessus de l’horizon.

Coordonnées : N 9° 00’00’’ O 26°6’00’’ Coordonnées : N 29° 00’00’’ O 26°6’00’’

Cette simulation permet de concrétiser les propos tenus par Aristote : L’horizon est changeant pour les marins qui voyagent selon la direction Nord-Sud. On ne voit pas les étoiles situées sous l’horizon, car la Terre est un objet opaque qui bloque la lumière émise par les étoiles, empêchant celle-ci d’atteindre l’œil de l’observateur. Le problème est maintenant posé :

« Pourquoi voit-on de nouvelles étoiles dans le ciel lorsqu’on voyage vers le Sud, alors que des étoiles passent sous l’horizon vers le Nord ? »

MATÉRIEL

Cahier d'expérience Feuilles blanches Texte d’Aristote Stellarium

PHASE 2 Simulation d’un voyage du Nord vers le Sud

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Comment expliquer le changement des étoiles vues à l’horizon?

SÉANCE 3

Rotondité de la Terre

PHASE 1 Modéliser : écrire pour expliquer

MATÉRIEL

Cahier d'expérience Feuilles blanches Texte d’Aristote

Réactiver les observations réalisées à la séance précédente.

Séparer la classe en deux, puis en sous groupe de 4.

Demander aux élèves de réaliser une affiche afin d’expliquer l’apparition de nouvelles étoiles lors de voyages vers le Sud des navigateur Grecs, en même temps que disparaissent des étoiles sous l’horizon vers le Nord.

• Groupe 1 : la Terre est plate.

• Groupe 2 : la Terre est sphérique.

Ces représentations sont issues de l’article d’Hélène Merle didacticienne des sciences. Histoire des sciences et sphéricité de la Terre : compte rendu d’innovation Didaskalia - n° 20 - 2002 - pages 115 à 13.

Fig 1 : Le champ de vision conique délimite ce qu'on

voit Fig 2 : La direction du regard explique une vision

différente

Fig 3 : Le champ de vision est séparé par une

verticale Fig 4 : Les champs de vision coniques se

superposent.

PHASE 2 Productions des affiches

A. Les explications proposées par les défenseurs de la Terre plate :

B. Les explications proposées par les défenseurs de la Terre ronde :

PHASE 3 Synthèse

Quelle partie de l’espace voit un observateur situé au sol ? Sur les sché- mas, l’observateur est modélisé par un point sur la circonférence du cercle.

Comment définir l’horizon ? (Limite entre l’espace visible et ce qui est caché par la Terre.)

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Expérimenter pour comprendre la notion d’horizon

SÉANCE 4

Rotondité de la Terre

PHASE 1 Expérimenter différents horizons !

MATÉRIEL Tapis de sol Cylindres Appareil photo

Les élèves observent par deux ce qu’ils voient sur une Terre plate ou une Terre ronde.

Allongés sur une surface plane (sol) ou sur une surface arrondie (tapis de gym posés sur un gros cylindre en mousse), ils confrontent ce qu’ils voient dans les deux cas en regardant le plafond. Chaque élève met en mémoire ce qu’il voit en le filmant à l’aide de l’appareil photo.

(Socle : domaine 4) Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques.

Proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question ou un problème.

Proposer une expérience simple pour tester une hypothèse.

Interpréter un résultat, en tirer une conclusion.

Formaliser une partie

de sa recherche sous une forme écrite ou orale.

(Socle : domaine 2) S’approprier des outils et des méthodes.

Garder une trace écrite ou numérique des recherches, des observations et des expériences réalisées.

(Socle : domaine 1) Pratiquer des langages.

Rendre compte des observations, expériences, hypothèses, conclusions en utilisant un vocabulaire précis.

Utiliser différents modes de représentation formalisés (schéma, dessin, texte).

Expliquer un phénomène à l’oral et à l’écrit.

Cette séance vise à mieux comprendre la notion d'horizon. Elle permet de comparer l'horizon sur une "Terre plate" et sur une "Terre ronde".

Elle répond à la question : Quelle est la limite de l’espace observable sur une surface plate et sur une surface courbée ?

Les élèves sont allongés au sol pour prendre conscience de la limite de champ de vision, ils balayent du regard le demi-espace transparent et allongent leur bras pour matérialiser les limites du champ de vision.

Le plan tangent à la surface dans l'écartement des bras délimite le champ de vision.

L’extrémité des bras pointe vers les objets qui restent visibles quand on tourne la tête.

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Modéliser pour comprendre la notion d’horizon

SÉANCE 4

Rotondité de la Terre

MATÉRIEL

Cahier d’expérience Feuille blanche

Vidéos prises lors de la phase 1

Vidéo-projecteur

PHASE 2 Analyse des observations

Projeter les vidéos afin de permettre aux élèves d'expliciter les observations qu'ils ont réalisées.

Deux observateurs situés à deux endroits différents d'une surface courbe ne voient pas la même partie de l'espace. Leurs horizons sont différents, alors que sur une surface plate, les observateurs voient la même partie de l’espace ils ont le même horizon.

PHASE 3

Projeter les photographies prises en latéral au tableau, et demander aux élèves de schématiser leur expérience, en rendant compte de ce que peut voir l’observateur sur une Terre ronde.

Modélisation de l’horizon sur une Terre ronde

COMPÉTENCES Expérimenter

Faire des expériences pour voir, pour ressentir.

Prendre conscience de la notion d’horizon.

Repérer les objets visibles vus à partir d’une surface plate, ou d’une surface courbe.

Le bateau se dép lace sur T

erre...

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Simulation du voyage vers le Nord dans une maquette

SÉANCE 5

Rotondité de la Terre

PHASE 1

Chaque groupe dispose d’un globe, de pâte à fixe, de vignettes sur lesquelles sont notées différents océans du globe et de bateaux miniatures.

Consignes : Fixer les miniatures de bateaux aux bons endroits sur le globe avec de la pâte à fixe. Pour chaque miniature, prendre une photographie qui permettra de situer le bateau par rapport à la périphérie de la Terre.

(Montrer un exemple)

Consigne : Pour un des bateaux, simuler un voyage vers le Sud.

Vous réaliserez un schéma pour que les autres groupes puissent bien comprendre comment se déplace le bateau.

PHASE 2

PHASE 3

Chaque rapporteur du groupe vient présenter sa maquette.

La Terre exerce une force qui agit à distance sur tous les objets à sa proximité.

Cette force maintient les objets au sol.

Quelle que soit la position des bateaux sur une mer calme, leurs mâts sont toujours verticaux. Le bas est toujours dirigé vers le sol quelle que soit la position du sujet sur la surface de la Terre.

Synthèse

Maquette permettant de représenter la Terre, les bateaux, l’horizontale et la verticale des lieux sur Terre. Support pour raconter le voyage vers le Sud.

Réaliser une maquette pour expliquer

Réaliser un schéma qui explique

MATÉRIEL

Boule en polystyrène de diamètre 30 cm Globe

Épingles

Miniatures de bateaux

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Rotondité de la Terre

Simulation du voyage vers le Nord dans une maquette

PHASE 4

La schématisation consiste à modéliser le réel pour rendre compte de certaines de ses propriétés.

Schématiser nécessite de faire des choix de représentation. Cette réduction de l’information permet de se focaliser sur ce qu’on choisit de conserver !

L’observateur se place dans le plan parallèle au plan contenant le méridien par lequel passe le bateau.

Dans cette situation, nous souhaitons représenter la sphère à plat sur le cahier, c’est à dire d’en faire la projection. (Réduction dimensionnelle : la sphère 3D est représentée comme un cercle 1D).

Nous choisissons également de ne dessiner les bateaux que dans le plan de coupe, pour caractériser leur position par rapport aux pôles.

N

S

Equateur

Chaque bateau peut être associé à sa ligne d’horizon

Synthèse : le voyage d’un bateau vers le Sud.

Le schéma obtenu est un écrit de travail, un outil qui accompagne la réflexion.

Il peut être utilisé pour discuter à nouveau sur la variation de l’horizon au cours du voyage.

SÉANCE 5

MATÉRIEL

Boule en polystyrène de diamètre 30 cm Globe

Épingles

Miniatures de bateaux

Photographie d’un objet 3D

Modélisation de la sphère par le tracé de son contour en 1D

Le modèle final ne retient que les éléments essentiel pour expliquer

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Rotondité de la Terre

Simulation du voyage vers le Nord dans une maquette

SÉANCE 5

Latitude n°1 Latitude n°2 Latitude n°3 Vue géocentrique

Appareil photo à l’extérieur

Vue terrestre Caméra miniature située sur le globe

Vue de la caméra posée sur le globe Modélisation de l’horizon de la caméra

En complément

Poser une petite caméra wifi sur un globe. Le globe est lui même installé en dessous d’une représentation de la voute étoilée. Déplacer la caméra du Sud vers le Nord sur le globe, et mettre en relation les différents points de vue.

MATÉRIEL

Caméra wifi + PC + vidéo Projecteur

Boule de polystyrène d’un diamètre 30 cm Demi-sphère transparente

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Rotondité de la Terre

Modéliser pour comprendre la notion d’horizon

SÉANCE 5

MATÉRIEL

Cahier d'expérience Feuille blanche

Structuration et synthèse PHASE 4

Demander aux élèves de colorier les étoiles visibles par chaque observateur repéré par les points. Revenir sur l'observation rapportée par Aristote et choisir le modèle pertinent qui permet d'expliquer les observations réalisées par les navigateurs.

Les marins de l'Antiquité qui se déplacent vers le Sud sur la mer voient des constellations disparaître sous l'horizon vers le Nord et des constellations apparaître au Sud. Cela s'explique par le fait que la Terre est ronde.

Grace à cette observation, les savants de l'Antiquité avaient déjà compris cette rotondité sans avoir jamais vu la Terre dans sa globalité.

Vidéo 3D représentation de l'horizon

en un point sur Terre

Le fichier GeoGebra

https://ggbm.at/qeyrBWsp

L’horizon est le prolongement du plan tangent à la sphère passant par le point position sur Terre. Nous ne voyons que les objets qui sont au-dessus de ce plan, les objets situés en dessous ne sont pas vus.

(13)

Comparer l’arrivée d’un bateau sur une Terre plate et sur une Terre ronde

SÉANCE 6

Rotondité de la Terre

PHASE 1 Réactiver les connaissances utiles

Rappeler les conditions de vision des objets :

Pour voir un objet, il doit être éclairé ou émettre de la lumière, afin qu'elle puisse être diffusée dans l’œil de l'observateur. Si un objet opaque est placé entre l’œil et l’objet, il empêche la lumière d’atteindre l’œil. Dans ce cas l’objet n’est pas visible.

MATÉRIEL

Cahier d'expérience Feuille blanche Texte d’Aristote

PHASE 2 Comparer l’arrivée d’un bateau sur une Terre plate et sur une Terre ronde.

Dessiner ce que voit un observateur dans ses jumelles quand un bateau arrive au port, en considérant la Terre plate (1) et la Terre ronde (2)

learning-apps Replacer les images du bateau dans l'ordre pour une Terre ronde

learning-apps Replacer les images du bateau

dans l'ordre pour une Terre plate

En premier Juste après En troisième En quatrième

Confronter ensuite les prévisions aux observations rapportées par les marins.

(1)

(2)

(Socle : domaine 2)

S’approprier des outils et des méthodes.

Garder une trace écrite ou numérique des recherches, des observations et des expériences réalisées.

Utiliser différents modes de représentations.

(schéma, dessin, texte)

Expliquer un phénomène à l’oral et à l’écrit.

(14)

De nouvelles étoiles apparaissent dans le ciel lorsqu’on voyage vers le Sud

SÉANCE 6

Rotondité de la Terre

PHASE 3 Modélisation

Réaliser une simulation de l’avancement d’un bateau sur un plan.

Faire de même sur une surface courbée. On compare les observations réalisées sur une Terre plate et sur une surface courbée.

Force est de constater que les observations conformes à l’observation rapportée par les navigateurs nécessitent de courber la surface de la Terre.

Une photographie de la maquette dans un plan latéral permet de représenter la courbure.

MATÉRIEL

Vidéo : Arrivée d’un bateau sur une Terre plate et sur une Terre ronde.

Planche en bois souple, pouvant être courbée.

On ne voit pas les bateaux quand ils sont très loin du port, car ils sont sous l'horizon. Ils sont cachés par la Terre, qui empêche la lumière diffusée par le bateau d’arriver à l’œil de l’observateur.

https://www.youtube.com/watch?v=13heJ0SHqMc&list=WL&index=27

PHASE 4 Structuration et synthèse

(Socle : domaine 4) Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques.

Proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question ou un problème.

(Socle : domaine 2)

S’approprier des outils et des méthodes.

Garder une trace écrite ou numérique des recherches, des observations et des expériences réalisées

Utiliser différents modes de représentations.

(schéma, dessin, texte)

Expliquer un phénomène à l’oral et à l’écrit

(15)

Rotondité de la Terre

L’ombre portée de la Terre sur la Lune lors d’une éclipse est un disque

SÉANCE 7

L’observation des éclipses de Lune est rapportée par Aristote pour prouver que la Terre est ronde, ainsi dans le Traité du ciel (Livre II, 14) on peut lire :

«Lors des éclipses, la Lune a toujours pour limite une ligne courbe : par conséquent, comme l’éclipse est due à l’inter- position de la Terre, c’est la forme de la surface de la Terre qui est cause de la forme de cette ligne».

On remarquera que cette preuve n’est pas suffisante pour prouver la sphéricité de la Terre, un cylindre et un disque ont également des ombres circulaires. Le dessin ci-dessous, qui illustre la démonstration d’Aristote, est extrait de la Cosmographie de Petrus Apianus (1581).

Extrait site de l’observatoire de Paris.

L’observation de l’ombre portée de la Terre sur la Lune : 2 photographies d’une même éclipse à 20 min d’intervalle.

PHASE 1 Réactiver les connaissances utiles

PHASE 2 Simuler une éclipse lunaire

Utiliser différents solides pour réaliser des ombres sur un écran.

Trier les solides qui permettent d’obtenir des ombres qui ont une forme de disque.

L’observation rapportée par Aristote est cohérente avec l’idée d’une Terre ronde, sans pour autant permettre la réfutation de la Terre plate.

Vidéo de l’expérience réalisée avec un cône

MATÉRIEL Vidéo : écran de projection Solides divers Lampe

Alignement entre le Soleil, la Terre et la Lune lors d’une éclipse de Lune https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lunar_eclipse-fr.svg (Socle : domaine 1)

Pratiquer des langages.

Utiliser différents modes de représentations.

(schémas, dessins, textes).

Expliquer un phénomène à l’oral et à l’écrit.