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Modélisation Rotation Terre Oui

J'ajoute que trois personnes sont susceptibles de vous éclairer.

- Sören Frappart et Valérie Frède, toutes les deux maîtresses de conférences en psychologie du développent à L'université de Toulouse et spécialistes de l'acquisition des connaissances en sciences et en particulier en astronomie.

- Emmanuel Rollinde, professeur de didactique des sciences à l'université de Cergy-Pontoise. En tant qu'ancien astrophysicien, ses travaux portent essentiellement sur l'astronomie.

Vous devriez trouver facilement leurs adresses électroniques. Si tel n'est pas le cas, n'hésitez pas à me contacter.

Modélisation Rotation Terre Oui

Bonjour,

Sur le rôle de la modélisation, vous pouvez vous référer aux travaux d'Hélène Merle, dont sa thèse : http://www.theses.fr/1999MON20080 (malheureusement pas de version numérique à ma connaissance, il faut la demander à une bibliothèque).
Moins longs, ces articles pourrons aussi vous éclairer :
- http://ife.ens-lyon.fr/publications/edition-electronique/aster/RA031-03.pdf
- http://documents.irevues.inist.fr/bitstream/handle/2042/23792/DIDASKALIA...

Enfin, pour la partie pratique, vous pourrez trouver pas mal de choses dans le hors-série "L'astronomie à l'école" du Comité de liaison enseignants - astronomes (Clea) : http://clea-astro.eu/vieclea/productions-recentes/

Bonnes lectures !

Lune Oui

Un schéma ou une maquette suffiront à vous convaincre qu'un premier quartier de Lune par exemple que vous voyez dans l'après midi est - au même moment - visible en première partie de nuit pour d'autres qui se trouvent plus à l'est que vous. Ils voient évidemment le même premier quartier mais pas à la même hauteur dans le ciel.
A l'inverse, si vous voyez un dernier quartier de Lune le matin, les gens qui la voient de nuit au même moment vivent forcément plus à l'ouest que vous.
Cela peut se généraliser et se quantifier plus précisément en termes de temps solaire locaux et de longitudes des lieux d'observation, et d'élongation de la Lune.

Comment convaincre mes élèves que la glace c'est de l'eau ? Oui

La réaction de vos élèves est très intéressante et même légitime : en gros, il faut leur prouver que ce qu'on avance est vrai. Si l'expérience que vous leur faite ne les convainc pas, il serait dans un premier temps intéressant de leur demander ce qui les convaincrait.
Concrètement, vous pourriez par exemple :
- fermer le contenant pour leur montrer que rien n'est ajouté ou enlevé,
- faire geler l'eau liquide puis faire fondre cette même glace et pas une autre pour leur montrer qu'on obtient de nouveau de l'eau,
- procéder à une pesée avant et après,
- enlever régulièrement l'eau du congélateur pour voir l'avancement de la congélation et constater qu'à un moment coexistent de l'eau liquide et de l'eau solide.
En tous les cas, tout ceci nous montre que la mise en doute de ce qu'on pense être une évidence peut déstabiliser !

Le Soleil se lève vers l'Est et se couche vers l'Ouest Oui

Avant d'expliquer, je pense qu'il faut convaincre les enfants que le Soleil ne se lève et se couche pas aux mêmes endroits au cours de l'année. Faire un relevé du levé et du coucher avec un dessin simple de votre environnement (des repères sont nécessaires : bâtisse, arbre, ...) à plusieurs semaines d'intervalles peut être un bon début. Ou carrément prendre des photos.
Ensuite, pour rentrer dans les détails du phénomène observé, la technique du bol transparent renversé comme déjà évoqué est effectivement une bonne méthode pour se rendre compte de la trajectoire apparente changeante du soleil (il faut alors faire l'exercice plusieurs fois à des périodes de l'année différentes).
Enfin, pour parachever l'explication, une sphère armillaire simple peut être mise à profit.

La gravitation Oui

Trop rapide pour tomber, trop lente pour s'échapper en quelques sortes. Je prends aussi l'exemple de la fronde pour expliquer les orbites des planètes et satellites en faisant remarquer que c'est la force gravitationnelle qui fait office de corde et empêche les corps de s'échapper.

glace et température ambiante Oui

Bonjour,

Vous avez trouvé avec vos élèves une excellente méthode pour obtenir de l'eau liquide à 0°C !

Rappelons un résultat de base : deux corps ou milieux en contact et de températures différentes échangent de la chaleur (de l'énergie thermique) tel que le corps/milieu le plus chaud cède de l'énergie à celui le plus froid. Le corps chaud se refroidit, le corps froid se réchauffe et tendent tous deux vers une température d'équilibre.

Dans votre expérience, vous mettez en contact un peu d'eau liquide à la température ambiance (disons 20°C) avec beaucoup de glace à 0°C. Comme on s'y attend, l'eau va se refroidir (perdre de l'énergie ou de la chaleur, comme vous préférez) sans vraiment affecter la température de glace vu les quantités respectives, et atteindre progressivement la température de son environnement : 0°C. Notons que l'expérience équivalente "dans l'autre sens" donnerait un résultat équivalent : sortez de la glace d'un congélateur à disons -30°C, mettez-là dans une environnement à 0°C, vous obtiendrez de la glace à 0°C, pas de l'eau liquide à 0°C.

Pourquoi ? Quel est finalement la différence entre de l'eau liquide à 0°C et de la glace d'eau à 0°C ? Cette différence s'appelle comme déjà évoqué la chaleur latente de fusion, c'est à dire l'énergie nécessaire à faire fondre la glace d'eau à 0°C pour obtenir de l'eau liquide à 0°C. Cette énergie est nécessaire pour effectuer le changement d'état, autrement dit, briser la structure cristalline de la glace.

Dans votre expérience, il faudrait retirer cette énergie à l'eau à liquide à 0°C pour obtenir de la glace or aucun échange d'énergie ne se produit puisque l'eau et son environnement sont à la même température ! Le phénomène de surfusion n'est pas nécessaire pour expliquer vos résultats : il explique uniquement le fait que l'eau reste liquide en dessous de 0°C.

Finalement, pour obtenir de la glace, il faut une température ambiance inférieure à 0°C pour continuer à retirer de l'énergie à l'eau liquide à 0°C. Mais ce n'est pas une condition suffisante ; on l'a dit : l'eau peut rester liquide en dessous de 0°C et là intervient le phénomène de surfusion.