Une question (Les saisons)

[Jérémy]

Bonjour,

voilà j'ai fait le TP de physique sur les saisons mardi dernier.

Le problème c'est que je comprends pas pourquoi l'axe de rotation de la terre est a l'origine des saisons, ni comment l'axe de rotation fait pour devenir parallèle a une perpendiculaire du plan écliptique.

Quelqu'un pourrait m'expliquer ?

[SoS(19)]

Bonjour Jérémy, pour comprendre il faut aborder la démarche suivante :
- qu'est-ce le plan de l'écliptique ?
- comment est l'axe de rotation de la Terre (Nord-Sud) par rapport à ce plan (incliné, perpendiculaire, parallèle...) ?
Pouvez-vous répondre à ces deux questions déjà ?

[Jeremy]

Bonjour :

Le plan de l'écliptique c'ets le plan qui contient l'orbite de la terre autour du soleil

L'axe de rotation est incliné de 27 degrés 23

Il me semble que c'est sa^^

[SoS(19)]

Très bien. La prochaine étape est de comprendre que cet axe de rotation indique toujours la même direction quand la Terre tourne autour du Soleil. De ce fait, il suffit de faire un dessin de la Terre en été puis 6 mois plus tard en hiver (tournant bien sûr autour du Soleil), et de repérer la France sur la Terre dans les deux positions, avec l'axe de rotation penché et dirigé vers la même direction, c'est-à-dire que l'axe de la Terre en été et l'axe de la Terre en hiver sont parallèles (c'est très important). Attention la France doit toujours regarder le Soleil dans les deux cas pour comparer deux situations identiques, à midi, face au Soleil. De plus, la distance Terre Soleil ne varie quasiment pas pendant un an, soit une révolution autour du Soleil : la trajectoire de la Terre est donc un cercle.
Une fois le schéma fait, on trace un rayon qui part du Soleil vers la France en été puis le même en hiver. Que constatez-vous ? Lequel semble arriver le plus perpendiculairement au sol ?

[Jérémy]

Bonjour,

Déjà si j'ai bien compris enfaite si on prenais une photo de la terre au même endroit dans l'espace tous les 3 mois on verrais la même face ?

Dans ma tête j'essaie de m'imaginer si l'axe de rotation de la terre était perpendiculaire au plan et donc je me dit :

Si la terre tournée sur elle même en 6 secondes et que son axe était droit a chaque fois qu'on compterait du même point de 1 a 3 on verrais le soleil se lever puis a 6 il se coucherait a 9 il reviendrais etc etc..

Maintenant j'essaie de me dire que l'axe de rotation est inclinée mais je vois mal comment sa ferrais dans ma tête et vue que le schéma n'est pas en 3D j'ai quelque chose qui m'empêche de comprendre...

Par contre ce que je crois voir avec le dessin c'est que le rayon du soleil me touche plus vite a un endroit qu'a un autre...

Mais comment on a fait pour découvrir quil y avait 3 mois entre chaque saison?

[SoS(19)]

Alors tout d'abord il est plus facile de n'aborder que l'été et l'hiver où la Terre est diamétralement opposée pour comprendre le rôle de l'inclinaison de l'axe. Dessinez la Terre sous forme de cercle en été et en hiver diamétralement opposées au Soleil. Puis y ajouter les axes sur chacune des deux Terres, axes penchés et parallèles. Enfin vous pouvez ajouter l'équateur dont le plan est perpendiculaire à l'axe. Puis enfin, vous représentez la France (à mi-chemin entre le pôle et l'équateur) mais à chaque fois face au Soleil.
Vous remarquerez que les rayons qui parviennent à la France sont plus perpendiculaire en été qu'en hiver. Ce n'est donc pas la distance qui importe puisque dans ce cas la Terre est à la même distance du Soleil dans les deux saisons à quelques chose près, mais l'inclinaison des rayons du Soleil. On sait tous que si l'on se place sous une lumière forte on aura chaud alors que si on se décale un peu, la température décroit rapidement. Ici c'est le même cas, La France en été reçoit à midi des rayons peu inclinés presque à 90° alors qu'en hiver les rayons sont très inclinés à midi. On peut le voir directement vu de la Terre car le Soleil est haut dans le ciel en été et bas en hiver.
Si maintenant l'axe était perpendiculaire au plan de l'écliptique et non incliné, que se passerait-il en hiver et en été pour la France si on refaisait le même schéma ?

Enfin,

Déjà si j'ai bien compris enfaite si on prenais une photo de la terre au même endroit dans l'espace tous les 3 mois on verrais la même face ?

Il ne faut pas oublier que tous les jours de l'année la Terre tourne sur elle-même, et donc la France passe tous les jours devant le Soleil. Il n'a donc rien de surprenant qu'à midi la France soit toujours orientée de la même façon, la face France face au Soleil et ce quelques soit le moment de l'année.

[Jérémy]

Bonsoir,

J'ai fait le dessin et effectivement pour les rayons,

mais le fait que le dessin ne soit pas en 3D me bloque toujours...

J'essaie de m'imaginai dans ma tête la terre tournant sur elle même et autour du soleil mais j'arrive pas ^^

Je vais tester avec une bille et voir.

Je vous tiendrais au courant

[SoS(19)]

Si vous avez fait le dessin, vous vous êtes aperçus que les rayons sont donc plus proche de la perpendiculaire en été, est-ce le cas ? Dès lors il fait plus chaud. En hiver les rayons sont moins inclinés il fait plus froid. S' l'axe n'était pas incliné, la saison serait la même parce que l'inclinaison des rayons serait toujours la même pour la France. L'avez-vous compris ? Pour comprendre cela nul besoin de 3D le dessin en 2 D proposé permet de le comprendre.
Par contre pour comprendre pourquoi la durée des jours et des nuits diffère, il faut effectivement mieux passer à du 3D. Vous pouvez prendre un globe terrestre incliné et éclairez le dans l'obscurité avec une lampe torche. Faites tourner la Terre sur elle même en position été (les rayons du Soleil étant peu inclinés à midi sur la France), puis faire de même en position hiver (les rayons lumineux sont plus inclinés). Vous verrez que la durée d'ensoleillement de la France est beaucoup plus grand en été qu'en hiver car la position de l'ombre propre de la Terre dans les 2 positions est différente. Si l'axe était droit, les durées des jours en été et en hiver seraient identiques.
Si vous n'avez pas de globe, prenez une balle de tennis, dessinez les pôles Nord et Sud et l'équateur et n'oubliez pas d'incliner l'axe toujours dans la même direction (axe toujours parallèle lors de la révolution).Vous pouvez traverser la balle de tennis avec une aiguille à tricoter pour faire les pôles.

[Jérémy]

Voilà je viens de trouver une vidéo

http://www.youtube.com/watch?v=taHTA7S_JGk&NR=1

Regardez a 1min48, c'ets ce que je comprends pas enfaite, car l'axe de al terre devrait être incliné...

[Jérémy]

Désolé du double post

Là j'ai continuer a regarder la vidéo, enfaite les saisons se différencie avec le temps exposé au soleil d'un point

Par exemple en Afrique (Au nord de l'Afrique) quand la terre est a gauche du soleil on met x temps au soleil

Quand la terre est a droite au même point on remarque que l'Afrique s'expose au soleil vers le haut de la terre, on va noté y temps au soleil

Si je vois bien sur la vidéo on a x>y


Si l'on prend au sud de l'Afrique on a le contraire x<y

C'est cela qui différencie les saisons ?

[SoS(19)]

Réponse au premier post :
Oui effectivement, l'axe en réalité est toujours incliné mais on a choisi ici (comme c'est souvent le cas) de faire comme si nous penchions la tête de manière à voir l'axe de la Terre droit. Cette vision est un peu difficile et suppose d'être habitué à la vision spatiale astronomique.
Sur le site suivant, vous pouvez télécharger un document dans lequel je vous invite à observer la diapositive 12 qui explique l'influence de l'inclinaison du Soleil sur les différentes région de la Terre (j'ai joint l'image en fichier joint) :
http://www.google.com/url?sa=D&q=http:/ ... zeYeW1929A
N'hésitez pas à faire la manipulation avec une balle de tennis.
Réponse au deuxième post
Les différences de durée et de température liées à une saison s'expliquant toute deux par l'inclinaison de l'axe. Si l'axe n'était pas incliné, il n'y aurait pas de saison. On ne peut donc pas dire que c'est la différence de durée qui créé les saisons mais l'inclinaison de l'axe qui créé les saisons qui ont pour propriétés des températures et durées de jours différentes. La durée est une conséquence et non la cause.

[jérémy]

d'accord je vois mieux,

par contre a quoi est du les différentes heures du levés du soleil alors ?

[SoS(19)]

C'est là où l'expérience avec la balle de tennis vous aiderait mieux. Quand la Terre tourne sur elle-même, en été la France parcourt plus de chemin dans la moitié de la Terre ajourée que dans la partie sombre. C'est le contraire en hiver. Cela se comprend quand on regarde la Terre et sa moitié éclairée et sa moitié dans l'ombre. La France n'est pas située à la même hauteur vis-à-vis de cette ombre en été et en hiver et cela explique la différence de durée. Encore une fois, faites l'expérience avec un ballon ou une balle et éclairez la avec une lampe torche en ayant repéré avant les pôles et la France et en l'ayant inclinée. Faites tourner le ballon ou la balle vous verrez que la France a un chemin plus long à parcourir en plein jour en été qu'en hiver.

[Jérémy]

Pour l'hiver/été j'ai fait avec une bille et j'ai mieux compris mais je veux dire par exemple aujourd'hui le soleil c'est levé à 8h00

Pourquoi demain se lèvera t'il a 8h01?
Serais-ce parce que chaque jour on s'approche de la saison suivante ?

[Jérémy]

Pour l'hiver/été j'ai fait avec une bille et j'ai mieux compris mais je veux dire par exemple aujourd'hui le soleil c'est levé à 8h00

Pourquoi demain se lèvera t'il a 8h01?
Serais-ce parce que chaque jour on s'approche de la saison suivante ?