Les Sciences de l’Univers : CHAPITRE 4 : Les Sciences de l’Univers : 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.

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 l’équation: P = Période de rotation où A = La Latitude Exemples: Si A=50° P=31h Si A=90°(Pôle) P=24h (Aucune rotation) Si A=0° (Equateur) P +infini

Aujourd’hui, on sait mesurer la vitesse de rotation de la Terre avec une très grande précision et on sait qu’elle 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)

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

4)- Coordonnées d’une position à la surface de la Terre:

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 qu’on 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 l’éloignement spatial de l’astre 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 l’Equateur de cette sphère d’un angle de 23,5°. L’axe perpendiculaire au plan de l’équateur définit deux pôles (PN : Pôle Nord et PS : Pôle Sud de la sphère céleste).

Déclinaison Ascension droite

- Ascension droite : L’équivalent de la longitude. Mesurée en heures, minutes et secondes. (AD) - Déclinaison : L’équivalent de la Latitude. Mesurée en degrés, minutes et secondes : Exemples : L’équateur 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 : L’équivalent céleste de Greenwich sur Terre. L’endroit où l ’AD = 0h. Il correspond à l’intersection de l’équateur céleste avec l’écliptique (Equinoxe du printemps).

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

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 d’un jour à un autre à cause de l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre et de l’excentricité de son orbite). 3)- Temps moyen (fictif): TM= Temps de l ’horloge basé sur le jour solaire moyen = Moyenne des jours solaires vrais = 24h.

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 », qu’on peut obtenir en suivant l’ombre d’une tige verticale à midi au cours d’une année. Analemme

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 ??

Les saisons: En plus de la variation de la distance Terre-Soleil dû à l’orbite elliptique de la Terre, il existe une raison encore plus importante sinon principale qui cause les saisons. Il s ’agit de l’inclinaison de l’axe 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 qu’en été et produisent moins d’énergie/m² au sol. En plus, la durée d’ensoleillement par jour en hiver est beaucoup plus courte qu’en été. E = Energie/m² E E/2

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

Au Nord, on divise l ’année en 4 saisons : L’équinoxe du Printemps (21Mars) Le solstice d’été (21 Juin): le jour le plus long. L’équinoxe d’automne (21 Septembre) Le solstice d’Hiver (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.

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). L’axe 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 26000 ans.

Conséquences: a)- Une différence de 20mn entre l’année sidérale et l’année tropique. b)- Le déplacement des pôles célestes : En l ’an 13600, Véga sera l’étoile qui indiquera le Nord au lieu de l ’étoile polaire. c)- Dans 13000 ans, l’axe de la Terre occupera une position symétrique à celle qu’il occupe actuellement. Les saisons seront inversées. 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 l’attraction 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…...