Décrire les mouvements des astres

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Fiches
Classe(s) : 2de | Thème(s) : Le système solaire


Rappels de cours

1 Relativité du mouvement et référentiel

La description d’un mouvement nécessite le choix d’un solide de référence appelé référentiel .

Référentiel

Le mouvement est décrit par rapport…

Remarque

Référentiel terrestre

à la Terre ou à un solide fixe par rapport à elle ;

Référentiel le plus souvent utilisé à notre échelle.

Référentiel géocentrique

au centre de la Terre (sans tenir compte de sa rotation propre) ;

La Lune et le Soleil ont des mouvements circulaires autour de la Terre.

Référentiel héliocentrique

au centre du Soleil.

La Terre a un mouvement circulaire autour du Soleil.

2 La trajectoire d’un objet

La trajectoire d’un objet est l’ensemble des positions successives qu’il occupe au cours de son mouvement. Elle dépend du référentiel.

exemple Le système Soleil-Terre-Lune (échelles non respectées) :

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3 Description d’un mouvement

Décrire le mouvement d’un objet, c’est indiquer :

le référentiel choisi ;

la nature de la trajectoire : rectiligne, circulaire, parabolique… ;

l’évolution de la vitesse : mouvement uniforme si la vitesse est constante, mouvement accéléré si la vitesse augmente, mouvement ralenti si la vitesse diminue.

Méthodes

Décrire un mouvement

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Jupiter se déplace autour du Soleil à vitesse pratiquement constante en décrivant une orbite qui peut être assimilée à un cercle. Décrire le mouvement de la planète Jupiter.

Conseils

Précisez le référentiel d’étude et décrivez le mouvement par deux adjectifs, le premier caractérisant la trajectoire et le deuxième l’évolution de la vitesse.

Solution

Dans le référentiel héliocentrique, la trajectoire de Jupiter est presque un cercle et sa vitesse est pratiquement constante. La planète Jupiter est donc animée d’un mouvement circulaire et uniforme.

Calculer la vitesse d’une planète

La planète Terre décrit une orbite presque circulaire autour du Soleil. Le rayon de cette orbite est R=1,50×108km.

1. Quelle est la période T de révolution de la Terre en secondes ?

2. Calculer la vitesse moyenne de la Terre dans le référentiel héliocentrique.

Conseils

1. Pensez à convertir en secondes une durée que vous connaissez bien.

2. La vitesse s’exprime par la relation v=dΔt . Identifiez d et Δt et soyez vigilant sur les unités à employer.

Solution

1. La Terre décrit son orbite autour du Soleil en 1 an, donc :

T=365,25j=365,25×24×60×60=3,16×107s.

2. En une période, la distance parcourue est le périmètre du cercle. La vitesse moyenne est égale au quotient de la distance d = 2πR parcourue sur la durée de parcours Δt = :

v=dΔt=2πRT=2×3,14×1,50×1083,16×107=29,8kms1.