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sciences de la vie et de la Terre

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La Terre est ronde

mis à jour le 30/10/2016


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Une manipulation simple et très peu couteuse pour montrer que la Terre est ronde en se basant sur des observations réalisées il y a plus de 2000 ans.

mots clés : terre, ronde, planète, eratosthène, système solaire


S'il est admis que Christophe Colomb et Galilée ont démocratisé l'idée que la Terre est ronde, il n'est reste pas moins que de nombreux hommes ont bien avant eux cherché à le démontrer comme Platon, Aristote et Eratosthène.

Référence au socle commun de connaissances, de compétences et de culture

Domaine 1.3 : Les langages mathématiques, scientifiques et technologiques.

- Interpréter des résultats et en tirer des conclusions

Domaine 3 : La formation de la personne et du citoyen.

- Distinguer ce qui relève d’une croyance ou d’une idée et ce qui constitue un savoir scientifique

Domaine 5 : Les représentations du monde et l'activité humaine.

- Se situer dans l'espace et le temps

- Invention, élaboration, production

 

Référence aux programmes

Cycle 4, AFC : Explorer et expliquer certains phénomènes géologiques liés au fonctionnement de la Terre.

- CCA : La Terre dans le système solaire. Le globe terrestre (forme, rotation, dynamique interne et tectonique des plaques)


Objectif

Mise en oeuvre
Matériel et réalisation 
Critique du modèle

 

Objectif

Démontrer que la Terre est ronde par des observations ayant été faites il y a plus de 2000 ans sans aucun appareil de mesure évidemment.

Mise en oeuvre

 

Le point de départ est une observation réalisée par Eratosthène (-276 à -194 avant J-C), astronome, mathématicien, philosophe et géographe. (source : http://www.futura-sciences.com/ - https://fr.wikipedia.org )

Il est célèbre pour avoir à son époque déduit de ses observations la circonférence de la Terre de manière purement géométrique. Il avait donc bien avant son temps compris que la Terre n'était pas plate.

Il a comparé l'ombre de deux objets situés en deux lieux (Assouan et Alexandrie en Egypte) situés sur un même méridien au midi solaire local le 21 juin (solstice d'été). L'ombre d'un obélisque à Alexandrie est clairement visible alors qu'au sud du pays (Assouan), le soleil produit peu ou pas d'ombre dans un puis. Il en a déduit que l'angle entre les rayons du soleil et la verticale était de 7,2 degrés.

La modélisation suivante se propose de réutiliser ses observations pour montrer que seul un sol "courbe" comme l'est la Terre peut expliquer les ombres observées.

  

 

Matériel et réalisation

- Un globe terrestre
 

- Quelques allumettes
 

- De la pâte collante (type blu-tack ou patafix)
 

- Une petite lampe torche

 
 

1) Placer sur une table deux billes de pâte collante séparées de 5 cm avec chacune une allumette verticale et éclairer les allumettes dans l'obscurité en se plaçant tour à tour à un ou deux mètres et à 20 ou 30 cm.

L'éclairage éloigné montre des ombres parallèles sur un sol "plat"

- Un éclairage très proche montrerait éventuellement des ombres ayant des angles un peu différents mais signifierait que le soleil est très proche de nous et mettrait les territoires voisins dans l'obscurité si on se replace à l'échelle de la Terre.

 

 2) Placer sur le globe terrestre deux billes de pâte collante séparées de quelques cm avec chacune une allumette verticale et répéter l'opération.

- Que l'éclairage soit éloigné (image de gauche) ou proche (image de droite), les ombres ont des angles différents et surtout l'ombre projetée est de longueur différente comme l'avait observé Eratosthène.


BILAN : Seul un sol ayant une courbure suffisante peut expliquer les observations d'Eratosthène ce qui permet d'en déduire que la Terre est ronde.
Il ira jusqu'au bout de son raisonnement en calculant la circonférence de la Terre avec seulement 1% d'erreur par rapport à nos connaissances actuelles.

 

Critique du modèle

La manipulation présentée ici est l'occasion avec les élèves de discuter sur la notion de modèle et de ses limites.

Plusieurs points peuvent être ainsi abordés :

- Le soleil est représenté par une source de lumière n'émettant pas de chaleur par exemple.
- Les allumettes sont très grandes rapportées à l'échelle du globe.
- Les allumettes sont placées en bordure de l'Egypte pour accentuer le résultat désiré et mériteraient d'être placée réellement sur les deux villes citées à condition de disposer d'une globe assez grand.
 
auteur(s) :

Gérard Fougerolle, Professeur de SVT, CLG Le grand Champ - Grez-en-Bouère

information(s) pédagogique(s)

niveau : Cycle 3, Cycle 4

type pédagogique : préparation pédagogique, démarche pédagogique

public visé : enseignant

contexte d'usage : classe

référence aux programmes :

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sciences de la vie et de la Terre - Rectorat de l'Académie de Nantes