Chap. 14 : La relativité Chap. 14 : La relativité du mouvement.du mouvement.

1) Que faut-il définir avant d’étudier 1) Que faut-il définir avant d’étudier un mouvement ?un mouvement ?

1.1. Définition du système.1.1. Définition du système.

Exemple :

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

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

T1

T2 T3T4

T5

T6

T7

T8

T9

T10

T11

T12

T13T14

T15

T16

T17

T18

T19

T20

M1

M2

M3

M4

M5

M6

M7

M8

M9

M10

M11

M12

M13

M14

M15M16M17M18

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 = 18 jours.

SOS vidéo

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 :3 référentiels à connaître :

Le référentiel..……………………

Il est constitué d’un objet fixe par rapport à la

Terre.Il est utilisé pour l’étude des mouvements

…………………………….

O

y

x

z

terrestre

d’objets sur Terre

3 référentiels à connaître :3 référentiels à connaître :

O

y

x

z

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 ………………………….……………………………. 

géocentrique

de la lune etdes satellites

3 référentiels à connaître :3 référentiels à connaître :

O

y

x

z

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 ……………………….

héliocentrique

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 ….

a)Qualifier le mouvement du Soleil dans le référentiel géocentrique (par rapport à la Terre)b)Qualifier le mouvement de Mars dans le référentiel géocentrique. Pourquoi pouvons-nous parler de mouvement apparent rétrograde pour Mars?c)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

Le mouvement d’un point …

2) Comment décrire un mouvement ?2) Comment décrire un mouvement ?

2.1. La trajectoire d’un point2.1. La trajectoire d’un point

Exemple :

Doc. 3 : Trajectoire. Doc. 4 : trajectoire ….

Doc. 5 : trajectoire ….

Dans un référentiel donné, …

2.2. La vitesse2.2. La vitesse

Dans un référentiel donné, …

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

SOS vidéo