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Mesure de la circonférence d’une sphère (Simulation
de la Mesure de la Terre).
Matériel : Une sphère (en matière
quelconque, ex : ballon, balle, etc…), de la pâte à fixer ou à modeler, 2
gnomons (pics à brochettes, cure-dents, etc…), une règle, un rapporteur, une
feuille, un crayon, une source lumineuse. Préparation : A l’aide de la
pâte à modeler, fixer les gnomons sur la surface de la sphère en prenant soin
de les diriger vers le centre de celle-ci.
Ces derniers se situeront sur un même méridien à une distance de
quelques centimètres l’un de l’autre.
Sur une feuille on trace un trait d’une longueur
égale au gnomon dont on a mesuré l’ombre.
Perpendiculairement et à une extrémité de ce trait on trace un autre
trait d’une longueur égale à celle de l’ombre que l’on a mesuré puis on trace
l’hypoténuse pour terminer le triangle. Cette étape à pour objet de redessiner
le triangle formé au-dessus de la sphère afin de mesurer, à l’aide du
rapporteur, l’angle fait par les rayons de la source lumineuse (trajectoire de
l’hypoténuse) avec le gnomon. Résultat : Une fois obtenu la valeur de cet
angle on divise 360 par cette valeur. Le résultat est ensuite multiplié par la
distance entre les deux gnomons. On obtient ainsi la circonférence de la
sphère. LE TRACE DE LA MERIDIENNE D’UN LIEU
Matériel : Carton, ciseaux, ficelle,
marqueur, règle et un trépied (photographique par exemple), un fil à plomb. Préparation : A l’aide des
ciseaux découpez un cercle au centre d’ un carré de carton rigide. Sur un
support élevé au-dessus du sol (ex : trépied photographique),
positionnez de façon verticale le carton découpé en présentant
approximativement les faces de celui-ci en direction nord-sud. A la base du
trépied, fixez un fil à plomb afin de déterminer la verticale que l’on repérera
au marqueur ou à la peinture sur le sol (B).
L’expérience : Le matin,
indiquer au sol un premier repère à l’endroit où le cercle lumineux se projète
(A). A partir du point B avec une ficelle et un marqueur on trace un arc de
cercle passant par A. Au fur et à mesure des heures le point lumineux va se
rapprocher de B pour ensuite rejoindre l’arc de cercle. Quand il atteint l’arc
de cercle on repère soigneusement l’intersection que fait le point lumineux
avec celui-ci (A’). Vous voici maintenant, en tout, avec 3 repères (les deux du
matin et de l’après-midi et celui du point de la verticale).
Toujours avec un marqueur attaché au bout d’une
ficelle à partir du point A on trace un demi cercle dont le rayon est de
longueur inférieur à la longueur AB. Répéter l’opération à partir de A’. Nous
nous trouvons maintenant avec 2 demi-cercles se coupant en 2 points O et O’. Résultat :A l’aide d’une règle on
relie les 2 points d’intersection O et O’ des 2 demi-cercles
et nous voilà ainsi avec une méridienne passant par le point B si votre méthode est correcte. En passant par dessus cette ligne tous les
astres du ciel atteignent leur point de culmination. MESURE DU DIAMETRE DU SOLEIL Principe : En fabricant un sténopé et à l’aide
d’une règle on va calculer le diamètre du soleil. En partant du principe que l’on connais la distance
du Soleil à la Terre soit approximativement 150 millions de kilomètres. Matériel : Boîte à chaussures, clou, règle,
crayon, mètre ruban. Préparation : Avec un clou on
perce le centre du fond de la boîte à chaussure. L’expérience : Faire
l’expérience à deux ou à trois de préférence. Un enfant tient la boîte en
dirigeant la face percée en direction du Soleil. Un deuxième enfant projète l’image du Soleil sur le couvercle de
la boîte en éloignant ou rapprochant celui-ci jusqu’à ce que l’image du Soleil soit
suffisamment grosse et nette. Un troisième mesure le diamètre de l’image en
centimètres puis la distance séparant le fond de la boîte au couvercle en
centimètres. Résultat : En divisant la distance de l’image
du Soleil au fond de la boîte à chaussures par le diamètre de cette image on
trouve un chiffre proche de 109. En divisant la distance connue de la Terre au
Soleil par 109 on obtient le diamètre du Soleil en kilomètres.
MESURE DE LA ROTATION
DE LA TERRE
Principe :
En observant les étoiles
d’un jour à l’autre on détermine la rotation de la Terre. Préparation :
marquer au sol d’une croix
le point de votre observation, repérer avant la nuit un point fixe sur
l’horizon éloigné de plusieurs centaines de mètres et proche du méridien local.
Ex : clocher d’église lointain, poteau téléphonique… Matériel :
Montre ou chronomètre Expérience :
Choisir une étoile
brillante qui s’apprête à passer au-dessus du point de repère que vous avez
choisi. Et relever précisément l’heure à laquelle celle-ci passe à la verticale
de ce point. Refaite
l’ expérience le lendemain avec la même étoile et le même point de repère
en prenant soin d’être sur le lieu d’observation plusieurs minutes avant
l’heure à laquelle vous étiez présent la veille. Résultat :
Que remarque-t-on ?
Normalement, l’étoile doit passer au-dessus de votre point de repère environ 4
minutes plus tôt que la veille. Etant
donnée que nous mesurons le temps sur une base de 24 heures, cela signifie que
la Terre possède une rotation par rapport aux étoiles de 24 heures moins 4
minutes soient 23h 56 minutes environ. |
