TP PHYSIQUE
LE TEMPS ET SA MESURE
I/ POURQUOI FAIT-IL ALTERNATIVEMENT JOUR ET NUIT SUR TERRE ? La succession des jours et des nuits fournit à l’homme un premier
repérage du temps. Pour trouver l’origine de ce phénomène, on réalise l’expérience suivante :
modéliser la Terre par un globe terrestre et le Soleil par une lampe éloignée. Repérer à l’aide de gommettes, les villes de New York, Paris et Pékin. Placer le globe terrestre dans la position indiquée sur le schéma ci contre. Repérer les zones d’ombre et de lumière sur le globe terrestre.
1- Dans cette position, fait-il jour ou nuit à New York ? à Pékin ? 2- La Terre tourne sur elle-même autour de l’axe des pôles : c’est la
rotation propre de la Terre. Quel est son sens de rotation ? Comment appelle-t-on cette période et quelle est sa durée ? 3- Faire tourner le globe dans le sens de rotation de la Terre. Pour
Paris, est-ce le lever ou le coucher du Soleil ?
4- A quoi correspond la durée entre deux passages consécutifs du Soleil au méridien d’un lieu ? (Les lignes tracées d’un pôle à l’autre sur le globe sont appelées méridiens)
5- Conclusion : Pourquoi fait-il alternativement jour et nuit ? II/ QUELLE EST L’ORIGINE DES SAISONS ?
La succession des saisons permet de nous repérer au cours de l’année. Pour expliquer ce phénomène, on réalise l’expérience suivante :
Modéliser la Terre par un globe terrestre et le soleil par une petite lampe. Pour simuler le mouvement de révolution annuel de la Terre, déplacer le centre du globe terrestre sur un cercle centré sur la lampe électrique. L’axe polaire doit garder la même direction lors du déplacement (voir schéma ci-dessous).
Repérer avec une gommette Paris.
1-
Quelle est la durée d’une révolution ? Comment la nomme t-on ?
2- Placer le globe en position 2, faire tourner la Terre autour de l’axe des pôles et comparer la longueur de l’arc décrit par Paris dans la zone éclairée à celle décrite dans l’obscurité. Dans cette position, les jours à Paris sont-ils plus longs que les nuits ? En déduire quelle saison débute dans l’hémisphère Nord lorsque le globe occupe la position 2. A quelle date débute cette saison dans l’hémisphère Nord ? Quel nom porte-t-elle ?
3- Mêmes questions lorsque le globe est en position 4.
4- Mêmes questions lorsque le globe est en position 1 et 3. Mettre alors une légende au schéma ci-dessus.
5- Conclusion : Quels sont donc alors les deux phénomènes expliquant l’alternance des saisons et l’inégalité des jours et des nuits ?
III/ POURQUOI LA LUNE NOUS APPARAIT ELLE SOUS DIFFERENTS ASPECTS ?
Depuis la Terre, la Lune change continuellement d’aspect. La succession des phases de la Lune permet aussi de se repérer dans le temps. Pour trouver l’origine de ce phénomène, on réalise l’expérience suivante : le centre de la lune décrit une trajectoire circulaire autour du centre de la Terre. Modéliser le mouvement de la lune autour de la Terre en faisant tourner une balle de tennis représentant la lune, autour d’un observateur dont la tête représente la Terre. Une ampoule éloignée modélise le Soleil qui éclaire en permanence un hémisphère de la lune. L’observateur regarde la balle modélisant la Lune.
1- Pour 4 positions particulières de la Lune, dessiner la partie éclairée de la lune (la balle) vue par l’observateur sur le schéma ci-dessous.
2- Faire correspondre à chacun de ces dessins une phase de la Lune : Nouvelle lune - Premier quartier - Pleine lune - Dernier quartier.
3- La durée séparant deux nouvelles lunes consécutives est appelée la lunaison ou mois lunaire. Utiliser un calendrier pour déterminer la durée séparant deux nouvelles lunes entre mars et avril. (Exprimer cette valeur en jours, heures, minutes)
Rayons du Soleil
Ce que l’observateur voit sur Terre
Terre
Lune
balle de tennis (la Lune)
Rayons du Soleil
Ce que l’observateur voit sur Terre
Terre
Lune
balle de tennis (la Lune)
