Exercices: Inclinaison des rayons et saisons

Nommer les quatre saisons de l'année en France métropolitaine et donner, pour chacune, le mois de début approximatif.

Recopier la bonne réponse.

1. a) En été, le Soleil est à midi (plus haut / plus bas) dans le ciel qu'en hiver.

1. b) En été, les journées sont (plus longues / plus courtes) qu'en hiver.

1. c) Plus le Soleil est haut, plus les rayons arrivent (verticalement / obliquement) sur le sol.

Un faisceau lumineux de même largeur éclaire une table : d'abord perpendiculairement, puis très obliquement.

1. a) Indiquer dans quel cas la tache lumineuse est la plus petite.

1. b) Indiquer dans quel cas la surface reçoit le plus d'énergie par mètre carré.

Durées du jour à Marseille :

• 21 juin : 15 h 05

• 21 septembre : 12 h 10

• 21 décembre : 9 h 15

• 21 mars : 12 h 10

1. a) Calculer la durée de la nuit le 21 juin et le 21 décembre.

1. b) Calculer l'écart de durée du jour entre l'été et l'hiver.

1. c) Associer chaque date à une saison de départ (début d'été, d'automne, d'hiver ou de printemps).

À midi, à Nantes, la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon est de 65° le 21 juin et de 18° le 21 décembre.

1. a) Calculer la différence de hauteur entre ces deux dates.

1. b) Expliquer pourquoi il fait plus chaud le 21 juin, en citant deux raisons.

1. c) Indiquer la longueur de l'ombre d'un poteau : est-elle plus longue le 21 juin ou le 21 décembre ?

Un élève affirme : « L'été, il fait chaud car la Terre est plus proche du Soleil. »

1. a) Rappeler que la Terre est en réalité plus proche du Soleil en janvier (environ 147 millions de km) qu'en juillet (environ 152 millions de km) et calculer l'écart.

1. b) Expliquer en quoi ce fait contredit l'affirmation de l'élève.

1. c) Donner la vraie cause des saisons.

On modélise les saisons avec une lampe fixe et un globe dont l'axe est incliné. On déplace le globe autour de la lampe en gardant l'axe orienté dans la même direction.

1. a) Expliquer pourquoi l'hémisphère nord reçoit des rayons plus verticaux dans une position que dans l'opposée.

1. b) Expliquer pourquoi la durée du jour change au cours de l'année.

1. c) Prévoir ce qui se passerait pour les saisons si l'axe de la Terre n'était pas incliné, en justifiant.

En juin, c'est l'été en France, tandis qu'à Saint-Denis (la Réunion), dans l'hémisphère sud, on est en hiver austral.

1. a) Expliquer cette différence à l'aide de l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre.

1. b) Indiquer comment, en juin, la durée du jour à la Réunion se compare à celle de la France.

1. c) Montrer que l'hypothèse « la distance Terre-Soleil explique les saisons » ne peut pas expliquer ce fait.

Un panneau solaire de 2 m² est installé à Bordeaux. Il reçoit en moyenne 5,4 kWh par jour en été et 1,2 kWh par jour en hiver.

1. a) Calculer le rapport entre l'énergie reçue en été et celle reçue en hiver.

1. b) Expliquer ce rapport par deux causes liées à la position du Soleil.

1. c) Proposer une inclinaison du panneau plus favorable en hiver et la justifier.