Concours' Faites de la science': Voyage vers Mars I-Introduction : 1 ) Qui sommes nous? Bonjour, nous sommes des élèves du collège Victor Hugo. Nous faisons partie du club Sciences. Le club sciences a lieu le vendredi de 15h à 17h. Nous sommes sept élèves de la 6ème à la 3ème. 2 ) Quel est notre projet de cette année? Cette année nous avons décidé d 'organiser un voyage sur Mars. Nous avons décidé de partir le 1er septembre 2017. Pour commencer, nous avons étudié le système solaire. 3 ) Qu'est-ce qu'on a fabriqué cette année? Nous avons fabriqué une maquette du système solaire à l'échelle avec les 4 premières planètes du systèmes solaire.
II Présentation du système solaire Partie n 1 : Présentation des planètes 1 ) Qu'est ce que le système solaire? Le système solaire est composé d'une étoile, le Soleil et de 8 planètes qui tournent autour. 2 ) Quels sont les noms des 8 planètes du Système Solaire? Les noms des 8 planètes sont:mercure,vénus,terre,mars,jupiter,saturne Uranus et Neptune. On a trouvé une phrase pour retenir les noms des 8 planètes : Mais viendras tu mardi jouer sur un nuage : Chaque 1ère lettre correspond au nom d'une planète. 3 ) Quelle est la différence entre les planètes telluriques et les planètes gazeuses? Les planètes telluriques sont des planètes formées de roches. Exemples : La Terre,Mercure ou encore Mars. Les planètes gazeuses sont formées de gaz à leur surface. Pour notre sujet cette année, on travaille uniquement avec les planètes telluriques. Partie n 2 : Les distances réelles et sur la maquette 4 ) Quelles sont les distances entre les planètes et le Soleil? Mercure:57 millions de km Vénus:108 millions de km Terre:149 millions de km Mars:227 millions de km 5 ) Comment a t-on calculé les distances Soleil planètes sur notre maquette? On a divisé la distance réelle entre le Soleil et les planètes par 7,5. Mercure : 57/7,5 = 7,6 cm Vénus : 108/7,5 = 14,4 cm Terre : 149/7,5 = 20 cm Mars : 227/ 7,5 = 30 cm
Partie n 3 : Les rayons réels et sur la maquette 6 ) Quelles sont les rayons des planètes? Mercure : 2400 km Vénus : 6 km Terre : 6400 km Mars : 3400 km 7 ) Comment a t-on déterminé les rayons des planètes sur notre maquette? On a divisé chaque rayon par 2100 pour avoir le diamètre de chaque planète. Mercure : 2400/2100 = 1,14 cm Vénus : 6/2100 = 2,85 cm Terre : 6400/2100 = 3,04 cm Mars : 3400/2100 = 1,61 cm Partie n 4 : Les couleurs des planètes 8 ) Quelles sont les couleurs des planètes et pourquoi? a) Mercure Mercure est la planète la plus proche du soleil et la plus petite. Elle est de couleur grise. Cela est du à la nature de ses roches. b) Vénus Vénus est de couleurs jaune orange. Elle contient de l'acide sulfurique et une atmosphère riche en soufre. c) Terre La planète Terre est appelée la planète bleue.la couleur de cette planète est le bleu et le vert. Sa couleur est due à son atmosphère et à la présence d'eau. d) Mars La planète Mars est surnommée la planète rouge. On l'appelle la planète rouge parce qu'elle contient de l'oxyde de fer (Rouille). Partie n 5 : L'attraction du Soleil 9 ) Pourquoi les planètes restent autour du Soleil? Les planètes sont attirées par le Soleil et elles se déplacent perpendiculairement en même temps. Elles conservent toujours la même trajectoire autour du Soleil.
Distance au Soleil (En millions de km) Mercure 57 8 cm Venus 108 14,7 cm Terre 149 20 cm Mars 227 30,7 cm Jupiter 778 104 cm Saturne 1 421 189,4 cm Uranus 2 876 384 cm Neptune 4 498 600 cm Distance à l'échelle (en cm)
Distance au Soleil (en km) Ordre de grandeur (en km) Distance à l'échelle (en cm) Durée de révolution autour du Soleil(en jour) Nombres de tours minutes Mercure 57 909 176 60 8 cm 88 4tr/min Venus 108 208 930 110 Terre 149 597 887 150 Mars 227 236 637 230 Jupiter 778 412 027 780 Saturne 1 421 179 772 1 420 Uranus 2 876 679 082 2 880 Neptune 4 498 253 4 500 14,7 cm 224,7 1,5tr/min 20 cm 365,2 1tr/min 30,7 cm 687 0,5tr/min 104 cm 4 331 189,4 cm 10 747 384 cm 30 589 600 cm 59 800
III- Durée de révolution des planètes autour du Soleil Partie n 1 : Durée de révolution 1 ) Qu'est-ce que la durée de révolution? C'est la durée que met chaque planète pour faire un tour autour du Soleil. 2 ) Quelles sont les durées de révolution des planètes autour du Soleil? Mercure:88 jours Vénus:224jours, Terre:365 jours Mars:687 jours Partie n 2 : Nombre de tours par an 3 ) Combien de tours par an font chaque planète? Mercure:365:88=4 tours par an Venus:365:224=1,5 tours par an Terre:365:365=1 tours par an Mars:365:687=0,5 tours par an Partie n 3 : Vitesses des planètes 4 ) Quels sont les noms des planètes de la plus rapide à la plus lente? L'ordre des planètes de la plus rapide à la plus lente est :Mercure,Vénus,Terre et Mars. 5 ) Pourquoi une planète plus proche du Soleil tourne t-elle plus vite autour du Soleil? Si une planète est plus proche du Soleil, alors elle doit compenser une plus grande attraction du Soleil et elle doit donc aller plus vite. Partie n 4 : Comment choisir un engrenage? 7 ) Quels diamètres a t-on choisi pour les engrenages de la 2ème maquette? Diamètre coté moteur Diamètre coté planète Mercure (grise) 6cm :4 1,5cm x4 Vénus (jaune) 6cm :1,5 4cm X1,5 Terre (bleu) 3cm :1 3cm x1 Mars (rouge) 3cm x2 6cm :2 Vitesse 8 ) Si l'engrenage est plus petit ou plus grand du côté de la planète que se passe t-il pour la planète? Si l'engrenage est plus petit, la planète ira plus vite et si l'engrenage est plus grand, la planète ira moins vite.
IV-Voyage sur Mars Partie n 1 : Position de la Terre et Mars au départ et à l'arrivée 1 ) Où se trouvent les planètes au 1er septembre 2017? Avec le logiciel Astronoo, on a pu avoir précisément les positions des planètes pour le 1er septembre 2017. Les positions sont les suivantes. 2 ) A quelle date la distance Terre Mars sera la plus petite? On a fait à nouveau tourner les planètes et on les a stoppées le jour où la distance Terre Mars était la plus petite. On a trouvé le 10 septembre 2018.
Partie n 2 : Combien d'heures va durer le voyage? 3 ) Combien de temps va durer le voyage en jours? Le voyage va durer 374 jours. 4 ) Quelle est la durée du voyage en heures? Le voyage va durer 8976 heures. Partie n 3 : Quelle est la vitesse de la fusée? 5 ) Quelle est la distance en millions de km entre la Terre et Mars? Calcule la distance entre la Terre et Mars en millions de km. La distance entre Terre et Mars est de 77,7 millions de Km. 6 ) Quelle est la vitesse de la fusée qu'il faudra utiliser? Pour calculer la vitesse de la fusée, on utilise la formule : Vitesse de la fusée = distance parcourue : durée du voyage Calcul de la vitesse moyenne de la fusée qui permettra d'effectuer le voyage : La fusée doit avoir une vitesse de 77 700 / 8976 = 8656 km/h. Partie n 4 :Et si on se trompe d'1 degré pour le sens de la fusée? 7 ) Quelle est la distance parcourue par Mars quand elle fait un tour autour du Soleil? Pour connaître la distance parcourue par Mars lorsqu'elle fait le tour du Soleil, on utilise la formule : périmètre = 2 x П x Rayon On a calculé la distance parcourue par Mars lorsqu'elle a fait un tour autour du Soleil : Mars parcoure 2 x 3,14 x 227 = 1425 millions de km. 8 ) A combien de degrés correspond 2 x П? Cela correspond à 360. 9 ) Quelle sera l'erreur en km si on se trompe de 1? Si on dirige notre fusée vers Mars en se trompant de 1 degré pour la direction de notre fusée, Mars sera décalée d'une distance donnée par la formule : Distance = 2 x П x Rayon : 360 On a calculé cette distance : La distance est de 2x3,14x 227/360 = 4 millions de km. 10 ) Que peut-on déduire de l'erreur de 1? On peut en déduire que nous n'arriverons pas sur Mars et que nous serons très loin de la planète. Mais nous corrigerons notre erreur durant le voyage.
V- Conclusion Nous sommes prêts pour le voyage pour Mars. Il nous reste à fabriquer la fusée. Nous remercions toutes les personnes qui nous ont aidé pour notre projet.