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CHAPITRE 4 : Les Sciences de lUnivers : Section 3 : « LA TERRE » 2)- Mouvements de la Terre : Rotation de la Terre: La Terre tourne autour de son axe.

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1 CHAPITRE 4 : Les Sciences de lUnivers : Section 3 : « LA TERRE » 2)- Mouvements de la Terre : Rotation de la Terre: La Terre tourne autour de son axe. La preuve a été donnée par l expérience de Foucault.

2 En effet, un pendule qui oscille garde toujours la même direction par rapport aux étoiles lointaines à cause de la 1ère loi de Newton. Donc, si la Terre tourne, le pendule qui oscille toujours dans la même direction paraît tourner par rapport à la surface de la Terre. Le temps que prend le pendule pour faire un tour complet est donné par léquation: où P = Période de rotation A = La Latitude Exemples: Si A=50° P=31h Si A=90°(Pôle) P=24h Si A=0° (Equateur)P +infini (Aucune rotation)

3 Aujourdhui, on sait mesurer la vitesse de rotation de la Terre avec une très grande précision et on sait quelle n est pas constante. Ceci est dû au ralentissement séculaire, à la variation saisonnière et aux fluctuations diverses. Définitions des positions spatiales : (Radians) ou (degrés)

4 1)- Doù, la distance entre deux points sur la surface de la Terre est donnée par : 2)- Le Mille Marin = arc correspondant à 1 minute où R=6367km 3)- Le Nœud marin = 1mille marin/heure (vitesse) Remarque: La Terre est divisé en 24 fuseaux de 15°

5 4)- Coordonnées dune position à la surface de la Terre:

6 Longitude = mesurée en heures, minutes et secondes. Latitude = mesurée en degrés, minutes, et secondes. 5)- Les coordonnées célestes: On repère la position des corps célestes de la même manière quon détermine la position à la surface de la Terre. Il existe plusieurs types de coordonnées. Les plus utilisées en Astronomie sont les coordonnées équatoriales: La sphère céleste : Une sphère imaginaire dont la Terre est placée au centre. Son rayon varie selon léloignement spatial de lastre étudié par rapport à la Terre. Le grand cercle de la trajectoire du Soleil sur cette sphère est appelé : Ecliptique. Celui-ci est penché par rapport à lEquateur de cette sphère dun angle de 23,5°. Laxe perpendiculaire au plan de léquateur définit deux pôles (PN : Pôle Nord et PS : Pôle Sud de la sphère céleste).

7 Ascension droite Déclinaison

8 - Ascension droite : Léquivalent de la longitude. Mesurée en heures, minutes et secondes. (AD) - Déclinaison : Léquivalent de la Latitude. Mesurée en degrés, minutes et secondes : Exemples : Léquateur céleste = 0°, Le Pôle Nord céleste = 90°, Le Pôle Sud céleste = -90°. - Zénith: Le point le plus haut de la voûte céleste en un lieu donné = La perpendiculaire à cet endroit. - Nadir : Le point opposé au Zénith. - Point vernal : Léquivalent céleste de Greenwich sur Terre. Lendroit où l AD = 0h. Il correspond à lintersection de léquateur céleste avec lécliptique (Equinoxe du printemps).

9 Exemple: La sphère céleste vue par un observateur situé à 50° de latitude sur Terre. Exposé: Définir les coordonnées horizontales et horaires.

10 Définitions du Temps: 1)- Temps sidéral : TS =1 jour sidéral = Temps mis par la Terre pour effectuer une révolution complète par rapport à une étoile (Ex: Sirius) = 23h56mn. 2)- Temps vrai: TV= 1 jour solaire vrai = Durée qui sépare deux passages successifs du Soleil au Méridien (Cette durée varie dun jour à un autre à cause de linclinaison de laxe de rotation de la Terre et de lexcentricité de son orbite). 3)- Temps moyen (fictif): TM= Temps de l horloge basé sur le jour solaire moyen = Moyenne des jours solaires vrais = 24h.

11 Equation du temps : E = TV - TM E varie constamment. Il peut atteindre les 16mn. Il peut être représenté par un graphique sous forme de 8, appelé « Analemme », quon peut obtenir en suivant lombre dune tige verticale à midi au cours dune année. Analemme

12 4)- Temps Légal : TL = Temps moyen dans chacun des fuseaux horaires du monde 5)- Temps Universel : TU = Le Temps légal à 0° de longitude (à Greenwich). Ce temps est surtout utilisé par les astronomes, les aviateurs et les navigateurs. Exemple au Québec, on a : TU = TL + 5 (En hiver) TU = TL + 4 (En été) 6)- Jour Julien : Exposé : Définition. le 5 Janvier 1990 à 0h TU, on était en JJ ??

13 Les saisons: En plus de la variation de la distance Terre-Soleil dû à lorbite elliptique de la Terre, il existe une raison encore plus importante sinon principale qui cause les saisons. Il s agit de linclinaison de laxe de rotation de la Terre de 23,5° par rapport à son plan de rotation autour du Soleil. En hiver, les rayons sont plus obliques quen été et produisent moins dénergie/m² au sol. En plus, la durée densoleillement par jour en hiver est beaucoup plus courte quen été. EE/2 E = Energie/m²

14 (Automne au Nord, Printemps au Sud) (Eté au Nord, Hiver au Sud) (Printemps au Nord, Automne au Sud) ( Hiver au Nord, Eté au Sud) Eté tempéré,Hiver vigoureux au Sud : -89,2°C à l antarctique Hiver moins vigoureux au Nord N N N N Remarque: Température moyenne à la surface de la Terre = 10°C.

15 Au Nord, on divise l année en 4 saisons : Léquinoxe du Printemps (21Mars) Le solstice dété (21 Juin): le jour le plus long. Léquinoxe dautomne (21 Septembre) Le solstice dHiver (21 Décembre) : le jour le plus court. Equinoxe : Longueur du jour = Longueur de la nuit. Solstice: Arrêt du Soleil. Aux pôles, il y a une seule longue journée de 6 mois et une aussi longue nuit de 6 mois. Remarque: Année tropicale = Intervalle de temps entre deux équinoxes du printemps. Notre calendrier est basée sur cette valeur de l année.

16 Autres mouvements de la Terre: 1)- Mouvement de Précession: Tout comme une toupie, la Terre subit un mouvement de précession dû à l attraction du Soleil sur la Terre (Précession des équinoxes). Laxe de rotation de la Terre change de direction par rapport aux étoiles tout en gardant une inclinaison de 23,5°. De ce fait, il décrit lentement un cône, dont il fait le tour complet en ans.

17 a)- Une différence de 20mn entre lannée sidérale et lannée tropique. b)- Le déplacement des pôles célestes : En l an 13600, Véga sera létoile qui indiquera le Nord au lieu de l étoile polaire. c)- Dans ans, laxe de la Terre occupera une position symétrique à celle quil occupe actuellement. Les saisons seront inversées. Conséquences: 2)- Mouvement de nutation : Ce mouvement se superpose au mouvement de précession sous forme de petites oscillations. Sa période est de 18,66 ans. Il est dû à lattraction de la Lune sur la Terre. Conclusions: La Terre est en perpétuel mouvement. Elle se déplace autour du Soleil avec une vitesse de 29,78km/s. Le Soleil se déplace à une vitesse de 19,7km/s autour du centre de la Galaxie…...


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