Chap. 14 : La relativité du mouvement.

1) Que faut-il définir avant d’étudier un mouvement ? 1.1. Définition du système. Exemple :

1.2. Définition du référentiel. SOS vidéo 1.2. Définition du référentiel.

Doc. 1 : Rétrogradation de Mars : Vue de la trajectoire de Mars depuis le référentiel … .

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16 T17 T18 T19 T20 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 M19 M20 S r (u.a) 0,5 Doc. 2 : Vues des trajectoires de la Terre et de Mars depuis le référentiel … avec un pas t = 18 jours.

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circulaire cercle relatif référentiel Conclusion : Le mouvement de Mars est ……………………….. par rapport au Soleil. Mais pour un observateur terrestre, sa trajectoire n’est pas un ………….. Le mouvement de Mars est …………… au point d’observation, et dépend du …………………. choisi. (la Terre ou le Soleil) circulaire cercle relatif référentiel

L’objet de référence … Un repère (0, x, y, z) associé … Une horloge associée …

3 référentiels à connaître : y x z terrestre Le référentiel..…………………… Il est constitué d’un objet fixe par rapport à la Terre. Il est utilisé pour l’étude des mouvements ……………………………. d’objets sur Terre

3 référentiels à connaître : y x z géocentrique Le référentiel..…………………… Il est constitué du centre de la Terre et de trois étoiles fixes par rapport à la Terre. Il est utilisé pour l’étude des mouvements …………………………. …………………………….  de la lune et des satellites

3 référentiels à connaître : y x z héliocentrique Le référentiel..…………………… Il est constitué du centre du Soleil et de trois étoiles fixes par rapport à la Soleil. Il est utilisé pour l’étude des mouvements ………………………. des planètes

Manipulation : étude du mouvement apparent de Mars depuis Terre : Pendant plus d'un millénaire, le système de Ptolémée (savant grec du II e siècle après Jésus-Christ) permit une construction compliquée de la trajectoire des planètes et plaçait la terre au centre du monde. C'est seulement au XVI e siècle que l'astronome polonais Nicolas Copernic eut l'audace de reprendre l'idée d'Aristarque : que le soleil est au centre du cosmos. Avec cette hypothèse, les mouvements apparents des astres s'expliquent bien plus facilement et efficacement. Nous allons construire le mouvement apparent de Mars dans le système de Copernic (référentiel héliocentrique) et dans le système de Ptolémée (référentiel géocentrique). 1. Trajectoires de Mars et de la Terre dans le référentiel héliocentrique (centré sur le Soleil ; doc. 2) Le mouvement de la Terre et de Mars dans le référentiel héliocentrique est représenté sur le doc.2. La durée de révolution de la Terre autour du soleil est T = 365,25 jours et celle de Mars est T' = 686,71 jours. La distance qui sépare le centre de la Terre au centre du Soleil est égale à R  1 UA et celle qui sépare le centre de Mars au centre du Soleil varie entre R' = 1,381 et 1,666 UA. (1 UA = 1,5.108 km). Exprimer puis calculer la vitesse moyenne v (en km.h-1) de la Terre autour du soleil. Exprimer puis calculer la vitesse moyenne v’ de Mars autour du soleil. La trajectoire de Mars autour du Soleil est-elle circulaire ?

2. Construction des trajectoires dans le référentiel géocentrique (centré sur la terre) Prendre une feuille de papier calque dite « mobile ». Placer un point représentant le centre de la Terre au centre de cette feuille mobile. Sur cette feuille, la Terre est considéré comme le centre d'un repère géocentrique. Toujours sur cette feuille mobile, tracer les axes de ce repère géocentrique dans les mêmes directions et mêmes sens que ceux du repère héliocentrique. Sur le doc. 2, faire coïncider la position T1 avec le centre de la Terre de cette feuille mobile. Placer les axes des repères parallèles entre eux. Marquer alors les positions du Soleil (S’1, en jaune par exemple) et de Mars (M’1 en rouge). Procéder de même pour toutes les autres positions T2, T3 …. Qualifier le mouvement du Soleil dans le référentiel géocentrique (par rapport à la Terre) Qualifier le mouvement de Mars dans le référentiel géocentrique. Pourquoi pouvons-nous parler de mouvement apparent rétrograde pour Mars? Calculer en km et dans le référentiel géocentrique la distance minimale dmin et la distance maximale dmax entre Mars et la Terre.

Tracé avec le papier calque de la trajectoire de Mars dans le référentiel géocentrique

2) Comment décrire un mouvement ? Le mouvement d’un point … 2) Comment décrire un mouvement ? 2.1. La trajectoire d’un point Dans un référentiel donné, … Exemple : Doc. 3 : Trajectoire. Doc. 4 : trajectoire … . Doc. 5 : trajectoire … .

2.2. La vitesse Dans un référentiel donné, …

Et la relativité du mouvement sur Terre ? SOS vidéo Et la relativité du mouvement sur Terre ?