La Terre en mouvement

3- Simulation des saisons
Auteurs : Claire Garsault(plus d'infos)
Résumé :
Dans cette séquence de 6 séances, les élèves étudient les mouvements de la Terre par rapport au Soleil, les points cardinaux et les saisons. Ils fabriquent une maquette pour expliquer leurs découvertes
Publication : 1 Janvier 1997
Objectif :
Le deuxième mouvement de la Terre, son déplacement sur son orbite autour du Soleil. Les saisons L'orientation Les points cardinaux Les repères dans l'espace parallèles aux repères terrestres La notion d'écliptique
Matériel :

Dans la cour de l'école :
Un cercle tracé sur le sol
Une boule en polystyrène symbolisant la Terre traversée de part en part par une pique à brochette en bois ( axe des pôles) sur laquelle est dessiné l'équateur.
Un élève au centre portant une balle de basket au dessus de sa tête symbolisant le Soleil

5ème séance:
Un tube de carton, une lampe de poche, une feuille de dessin.

6ème séance:
Une boîte de carton, sur laquelle a été tracé un cercle denviron 80 cm de diamètre (ou un ovale) Ce cercle est percé de 12 trous écartés d'environ 5 cm dans lesquels les enfants proposent d'installer des supports d'oeufs (boîtes à oeufs)
Une boule en polystyrène symbolisant le Terre avec son axe
Au centre du carton une ampoule (style baladeuse) symbolisant le soleil.

1° séance

Consigne :

La Terre se déplace sur son orbite autour du Soleil.
Faites la même chose avec la boule de polystyrène et notez vos observations.

Constations

Les enfants remarquent que la Terre met un long moment à rejoindre son point de départ. Certains connaissent déjà ce temps : 365 jours ou 366 jours


2ème séance

Dans la classe

  • Distribution des relevés d’ombres déjà effectués
  • Etude des relevés d’ombres portées (étalon à ombres)

Consigne :

Etudiez ces relevés et notez vos observations

Constations :

  • Les mesures des ombres portées varient en fonction des heures, et des jours
  • L’heure où l’ombre est la plus courte est 14h alors que cela devrait être midi puisque c’est à mi - journée ;
  • Plus les jours avancent plus elle est longue

Questionnement :Pourquoi ?

  • le Soleil s’éloigne
  • La Terre tourne plus vite
  • La Terre est inclinée

Questionnement :

Qu’est ce qui nous prouve que la Terre est inclinée ?
Les photos dans les livres, les dessins….

On reste sur notre interrogation.


3ème Séance

Dans la classe

Affichage d’une Photo de la Terre prise par Apollo 11 ou 
http://www.espace-sciences.org/images/photos/0005/img_1204729603578.jpg
Les enfants ont du mal à concevoir une " orientation " différente de leur image mentale et traditionnelle.
" Les continents n’ont pas la même place que sur notre globe "

  • Mise en évidence du problème de l’orientation. Reprise des points cardinaux par comparaison entre la photo et les représentations.
  • Redécouverte du Nord terrestre et du Nord Céleste déjà vu lors des études des constellations circumpolaires

4ème Séance

Remise d’une photocopie des différentes planètes avec leurs différentes inclinaisons ou orientations
voir http://sciences-physiques.ac-dijon.fr/astronomie/lexique_astronomique/lexique_astro/p/tableau_planetes.htm

Objectifs

  • Etude et analyse du document :
  • Variation des inclinaisons
  • Découverte de la planète couchée Uranus

Questionnement et consigne :

Ces planètes n’ont pas la même inclinaison. Par rapport à quoi ces inclinaisons différentes sont elles définies ?

Objectifs

  • Amener les enfants à la découverte d’un repère commun : le Nord Céleste
  • Découverte que dans l’espace il n’y a ni haut ni bas, ni droite, ni gauche.
  • Découverte de l’équateur céleste, et remédiation du phénomène de l’écliptique

5ème séance :

Consigne :

A partir de nos découvertes, quelles expériences peut-on faire pour expliquer le phénomène de révolution de la Terre, en tenant compte de l’inclinaison ?

Dans le préau :

Simulation : une baladeuse ou un spot en guise de Soleil
Un cercle tracé sur le sol
Un élève jouant le rôle de la Terre et se déplaçant d’ouest en est

Constations

  • Parce que la Terre est " inclinée ", certaines parties de la " Terre "cessent d’être éclairées pendant une partie du trajet.
  • Le Pôle Nord et le Pôle Sud ne sont pas toujours éclairés.
  • Les rayons lumineux ne touchent pas la Terre de la même façon.

Pour prouver cette dernière affirmation : Expérience du calorama :

Voir expérience n° 2  
http://www.123-sciences.asso.fr/v2/?id=experiences
Si le Soleil est " haut ", la lumière qui passe par le tube en carton est concentrée et la tâche est très jaune. Si le " Soleil " est bas, la lumière est étalée et la tâche est plus pâle.

Questionnement :

Quelles conséquences ce phénomène a t- il pour la Terre ?

  • Les régions près des pôles reçoivent moins de Soleil
  • S’il y a moins de Soleil, il y a moins de chaleur.

6ème séance :

Réalisation d’une maquette regroupant nos différentes découvertes

  • Déplacement de la Terre sur son orbite
  • Inclinaison de la Terre sur son axe
  • L’écliptique (étude parallèle des signes du zodiaque)

Proposition de maquette

Une boite de carton, sur laquelle a été tracé un cercle d’environ 80 cm de diamètre (ou un ovale) Ce cercle est percé de 12 trous écartés d’environ 5 cm dans lesquels les enfants proposent d’installer des supports d’œufs (boîtes à œufs)
Une boule en polystyrène symbolisant le Terre avec son axe
Au centre du carton une ampoule (style baladeuse) symbolisant le soleil.

Manipulation :

  • On promène la Terre sur son orbite en prenant soin de respecter l’inclinaison et l’orientation. Il y a toujours nécessité de symboliser le Nord. Et les puristes utilisent à chaque fois la boussole.
  • Certains proposent que pour mieux se rendre compte, il ne faut pas une seule Terre mais douze, en notant les mois. Les passionnés d’étoiles proposent que l’on mettent aussi les signes du zodiaque qui sont dans le ciel ce mois-là.

Conséquence :

  • Les enfants se rendent compte que la Terre ne reçoit pas le Soleil de la même manière suivant les mois.
  • Avec les relevés de la hauteur du Soleil effectués, ils se rendent compte que le Soleil nous apparaît plus bas quand on va vers l’hiver, donc que l’on a moins de lumière et moins de chaleur,. C’est pour cela que les jours raccourcissent et que les nuits augmentent.

Un projet plus sophistiqué d’une maquette représentant le déplacement de la Terre au cours de l’année sur son orbite est programmée avec l’aide d’un papa bricoleur.

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