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Notre ombre bouge : est-ce la Terre qui tourne sur elle-même, la Terre qui tourne autour su Soleil ou le Soleil qui tourne autour de la Terre ?
La classe de Cm1 de l'école Alain Fournier (Nantes Bellevue) a essayé de résoudre cette question, voici leur démarche en quelques lignes.
Séance 1 : Les enfants ont rendez-vous sur le plateau sportif pour faire un relevé de leur ombre, à plusieurs moments de la journée, (taille et la position de l'ombre).
L'ombre sera tracée à la craie sur le sol et mesurée de la tête aux pieds. Voir détail de la séance sur http://www.lamap.fr/calendriers
Mais le soleil n'est pas au rendez-vous et il n'y a pas d'ombre exploitable... La séance est reportée au lendemain puis à la semaine suivante pour cause d'absence de l'astre lumineux !
Séance 2 : Afin de se dégager de la contrainte météorologique, les enfants doivent-en classe- produire l'ombre d'un objet et la faire varier (grandeur, forme, direction) le sujet (un personnage en plastique) ne pouvant être déplacé..
Nous concluons que pour faire varier une ombre, il est possible de faire varier la position de la source lumineuse (le Soleil) ou celle du support de la projection (la Terre).
En parallèle un enfant a relevé sur une vitre de classe la course apparente du soleil sur une journée (espace de temps qui s'écoule entre le lever et le coucher du soleil).
Nous observons que la position du Soleil dans le ciel n'est pas constante sur la journée.
Est-ce parce que le Soleil a bougé ? Ou comme l'affirmait Nicolas Copernic : c'est plutôt la position de la Terre qui varie par rapport à celle de Soleil parce que la Terre serai en révolution autour du Soleil ?
Séance 3 : Les enfants doivent à l'aide d'une lampe de poche et d'un petit personnage faire tourner une ombre sur un cadran afin de déterminer si : c'est la Terre qui tourne sur elle-même, la Terre qui tourne autour du Soleil ou le Soleil qui tourne autour de la Terre ?
Conclusion : Nous ne savons pas si la Terre tourne autour du Soleil ou si le Soleil tourne autour de la Terre !
Si nous sommes sur la Terre, nous ne pouvons rien prouver. L'ombre portée sur le cadran tourne quand le rayon lumineux tourne autour du personnage, quand le cadran tourne sur lui-même ou quand le cadran fixe tourne autour de la source lumineuse ... ( A ce propos l'utilisation d'une lampe de poche ne modélise pas complètement le Soleil, puisque le faisseau de celle-ci est diretionnel).
Mais si nous sommes sur la Lune, nous voyons que l'ombre est toujours dans l'axe de la source lumineuse (normal), elle ne bouge pas, c'est la Terre qui bouge
Nos recherches :
En 1610 grâce à ses travaux sur la lunette astronomique, Galileo Galileii (Galilée) fait une découverte capitale. Il remarque 3 petites étoiles qui tournent autour Jupiter et découvre que Vénus tourne autour du Soleil. Il confirme les idées de Nicolas Copernic qui en 1543 affirme que la Terre tourne autour du Soleil.
Malheureusement, Galilée ne peut pas prouver ses observations, il doit abjurer ses idées sous peine d’être soumis à la torture
En janvier 1851, Léon Foucault installe dans sa cave un pendule. Il observe que la trajectoire du pendule est déviée. Il peut prouver ainsi que c’est la Terre qui tourne autour d’une ligne imaginaire reliant le pôle Nord au pôle sud.
Une expérience avec un pendule : Le plan d'oscilation d'un pendule est fixe
Pour aller plus loin :
Une vidéo sur le pendule de Foucault
Un document sur le pendule par le musée des arts et métiers
Le cadran pour poser le personnage
Un document sur les savoirs en astronomie du Cycle 1 au cycle 3
Une fiche ressource |
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