Observatoire de Paris / Unité Formation-Enseignement Mars Travaux Pratiques. Le Ballet des planètes!

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1 Travaux Pratiques Le Ballet des planètes! Introduction La planète sur laquelle nous vivons que l on appelle Terre, fait partie du système solaire qui contient 8 planètes gravitant autour du Soleil, ainsi que des petits corps comme les comètes ou les astéroïdes. Les distances entre ces objets sont considérables et on a souvent du mal à se les représenter. Le Ballet des Planètes est une activité qui consiste à reconstituer le système solaire à échelle humaine, en remplaçant les objets par des enfants. Une fois placés les enfants représentant une planète ou un petit corps pourront graviter autour du Soleil, tout en tournant sur eux-mêmes, illustrant ainsi le mouvement des objets de notre système solaire. Objectifs - Apprendre les différents composants du système solaire et leur ordre par rapport au Soleil. - Faire la différence entre une planète et une étoile. - Faire la différence entre une planète tellurique et une planète gazeuse. - Apprendre que tous les objets tournent autour du Soleil. - Appréhender les distances de différents objets du système Solaire entre eux et par rapport au Soleil. Niveaux : primaire maternelle (?) 1

2 Matériel Se situer dans un endroit suffisamment grand, par exemple dans la cour d école, ou bien dans un gymnase s il ne fait pas beau. L objet le plus lointain représenté (les objets trans-neptuniens comme Pluton) est à 25 mètres du Soleil avec l échelle choisie ici (voir Annexe 2). De plus, l enfant représentant cet objet devra pouvoir se déplacer autour du Soleil en gardant cette distance de 25 mètres par rapport au Soleil. Faire des groupes de maximum 15 élèves. Pour chaque groupe : - 1 ensemble d objets du système solaire imprimés sur papier format A4 (Annexe 1) bouts de cordes d environ 30 cm de longueur. - 1 agrafeuse. - 1 corde très grande d au moins 30 m de longueur - de la craie Préparation de l activité - Agrafer les bouts de corde sur les fiches de l Annexe 1. Chaque enfant portera autour du coup l objet du système solaire qu il représente. Sinon, les enfants pourront tenir dans leur main la fiche. - A l aide de la corde et de la craie, tracer 9 cercles (ou morceaux de cercle) de différents rayons, donnés dans l Annexe 2 (ligne : distance en nombre de pas), qui représentent les orbites des planètes c est à dire le trajet de l objet autour du Soleil. Chaque enfant devra se déplacer sur le cercle correspondant à l objet qu il représente, il sera ainsi à la bonne distance du Soleil. Les objets du système solaire tournent autour du Soleil dans le sens inverse des aiguilles d une montre. Les élèves tourneront donc autour du Soleil avec leur bras gauche en direction du Soleil. Déroulement de l activité Il faut prévoir un minimum de 0h30. - Au début de l activité on pourra poser plusieurs questions que l on reposera à la fin de l activité pour tester leur connaissance. Par exemple : - o qu est-ce que le système solaire? Le système solaire est l ensemble des objets qui tournent (gravitent) autour du Soleil. Il y a les planètes, le Soleil mais aussi les astéroïdes, les comètes, les objets trans-neptuniens (de gros astéroïdes) comme Pluton. 2

3 o o o o o combien de planètes contient-il? Il y a 8 planètes. quelle est la différence entre une planète et une étoile? Une étoile est une grosse boule de feu (gaz très chaud) qui produit sa propre lumière grâce aux réactions nucléaires qui ont lieu en son centre. Les planètes ne produisent pas leur propre lumière, elles brillent dans le ciel car elles réfléchissent la lumière du Soleil. quelle est la différence entre une planète tellurique et une planète gazeuse? Une planète tellurique est une planète rocheuse comme la Terre, on peut marcher dessus! Une planète gazeuse, c est comme un gros nuage, on ne peut pas marcher dessus! quelle est la planète la plus proche du Soleil? Mercure. quelle est la planète la plus éloignée du Soleil? Neptune. - Décrire les différents objets du système solaire en commençant par le Soleil, puis les planètes dans l ordre de leur distance au Soleil : de Mercure à Neptune., en insistant sur la différence entre les planètes telluriques proches du Soleil, les planètes gazeuses lointaines et les petits corps. L annexe 1 décrit chaque objet. Lors de cette présentation retenir une caractéristique importante pour chaque objet, afin de ne pas dépasser 10mn de présentation. - Dès qu un objet a été présenté, l attribuer tout de suite à un élève et donner la feuille correspondante qu il devra mettre autour de son cou. - Si le groupe contient plus de 9 élèves (le Soleil et les 8 planètes), attribuer aux élèves restants plusieurs petits corps : astéroïdes (max 2), comètes (max 2), Pluton et les objets trans-neptuniens (max 2) - Placer le Soleil au centre de la cour. Il devra rester immobile pendant toute l activité. - Placer dans un premier temps uniquement les planètes telluriques à la distance du Soleil indiqué dans l Annexe 2 (ligne : distance au Soleil en nombre de pas), tous sur une même ligne. - Les faire tourner autour du Soleil en marchant normalement. Les élèves se rendront compte par exemple que Mercure devra faire plusieurs tours pendant que Mars n en fera qu un. - Remettre les planètes telluriques sur une même ligne et les faire tourner autour du Soleil en respectant les vitesses les unes par rapport aux autres : à chaque «top» (on pourra taper dans les mains) chaque élève devra avancer du nombre de pieds indiqué dans l annexe 2 (ligne : vitesse en nombre de pieds par top). - Placer ensuite les autres planètes. Les élèves se rendront compte que les planètes géantes sont beaucoup plus éloignées du Soleil que les planètes telluriques. 3

4 - Placer enfin les petits corps : de manière générale les petits corps ne sont pas situés à une distance fixe du Soleil et ils tournent autour du Soleil sur une orbite elliptique (un cercle très allonge). On peut donc les placer à une distance quelconque. Ils devront par contre tourner sur une ellipse, à la différence des planètes qui tourneront sur un cercle. Ils devront donc venir très près du Soleil en accélérant leur vitesse, puis s éloigner en ralentissant. - Faire tourner toutes les planètes autour du Soleil en respectant les vitesses les unes par rapport aux autres : à chaque «top» (on pourra taper dans les mains) chaque élève devra faire le nombre de pieds indiqué dans l annexe 2 (ligne : vitesse en nombre de pieds par top). - Puis faire tourner les petits corps, chacun choisissant la vitesse qu il souhaite, en même que toutes les planètes. - Si on a le temps, on peut ensuite faire tourner les planètes et le Soleil sur euxmêmes : toutes les planètes et le Soleil tournent dans le même sens que la révolution des planètes autour du Soleil (c est à dire dans le sens inverse des aiguilles d une montre) sauf Vénus qui tourne dans l autre sens. - Enfin rassembler tous les élèves et leur reposer les mêmes questions qu au début pour savoir ce qu ils ont retenus. 4

5 ANNEXE 1 5

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22 Tableau des orbites des planètes du Système Solaire Les planètes tournent sur des orbites elliptiques quasi-circulaires. On fait l hypothèse ici que les orbites sont des cercles. La distance des planètes au Soleil est donnée en UA (Unité astronomique) qui représente la distance entre la Terre et le Soleil (150 millions de km). La période de révolution sidérale est le nombre de jours nécessaires pour que la planète ait fait un tour complet autour du Soleil. Nom Mercure Vénus Terre Mars Jupiter Saturne Uranus Neptune Distance au Soleil en UA 0,387 0,723 1,00 1,52 5,20 9,56 19,2 30,1 Période de révolution sidérale 88,0 j 225 j 365 j 1,88 ans 11,9 ans 29,5 ans 84,0 ans 165 ans Vitesse en nombre de pieds par top 5,0 3,6 3,1 2,5 1,4 1,0 0,7 0,6 Distance au Soleil en nombre de pas (environ 50 cm). 0,5 0,9 1,3 1,9 6,7 12,3 24,4 38,5 Pluton 39,4 248 ans 0,5 50,0 22