Exercices: Alternance du jour et de la nuit

Une élève de Lyon éclaire un globe terrestre avec une lampe allumée dans une pièce sombre, puis fait tourner le globe sur lui-même.

1. a) Indiquer ce que représentent la lampe et le globe dans cette modélisation.

1. b) Expliquer pourquoi une partie du globe est éclairée et l'autre est dans l'ombre.

Recopier et compléter la phrase avec les mots suivants (attention : un mot ne sera pas utilisé) : Soleil, Terre, 24 heures, jour, nuit.

« L'alternance du ... et de la ... est due à la rotation de la ... sur elle-même, qui dure environ ... . »

Le Soleil semble se lever à l'est le matin et se coucher à l'ouest le soir.

1. a) Indiquer si c'est le Soleil ou la Terre qui se déplace réellement pour expliquer ce phénomène.

1. b) Donner le sens de rotation de la Terre sur elle-même (d'ouest en est ou d'est en ouest).

À Paris, le Soleil se lève à 7 h 30 et se couche à 17 h 30 un jour de début novembre.

1. a) Calculer la durée du jour en heures.

1. b) En déduire la durée de la nuit sur 24 heures.

1. c) Indiquer à quel moment de la journée le Soleil est le plus haut dans le ciel.

Une classe de Toulouse mesure la longueur de l'ombre d'un bâton vertical de 1 m de haut à différentes heures d'un même jour :

• 9 h : 2,4 m

• 11 h : 1,3 m

• 13 h : 1,0 m

• 15 h : 1,6 m

• 17 h : 3,1 m

1. a) Indiquer à quelle heure l'ombre est la plus courte et ce que cela indique sur la hauteur du Soleil.

1. b) Décrire comment varie la hauteur du Soleil au cours de la journée.

1. c) Expliquer pourquoi la direction de l'ombre change au cours de la journée.

Il est midi à Lille. À ce même instant, un élève de la Réunion, à des milliers de kilomètres de là dans l'océan Indien, doit comprendre pourquoi l'heure y est différente.

1. a) Expliquer à l'aide de la rotation de la Terre pourquoi il n'est pas la même heure partout sur Terre au même instant.

1. b) Sachant que la Terre fait un tour en 24 heures, calculer l'angle dont elle tourne en 1 heure.

Un élève affirme : « Quand il fait nuit en France, c'est que le Soleil est allé de l'autre côté de la Terre. »

1. a) Expliquer pourquoi cette affirmation traduit une représentation erronée.

1. b) Proposer un schéma décrit par des mots (position du Soleil, de la Terre, zones éclairées) qui montre la bonne explication.

1. c) Indiquer un argument expérimental permettant de réfuter l'affirmation, à partir de la modélisation avec une lampe et un globe.

Un élève veut modéliser le jour et la nuit avec une lampe et une balle, mais il tient la balle à 10 cm de la lampe et la déplace autour de la lampe pour passer du « jour » à la « nuit ».

1. a) Indiquer ce qui, dans ce montage, ne représente pas correctement le phénomène réel.

1. b) Décrire le mouvement correct à donner à la balle pour modéliser une journée.

1. c) Citer une limite de cette modélisation (échelle, tailles ou distances).

Un jour donné, à Brest, le Soleil culmine à 14 h 10 (heure légale), alors qu'à Strasbourg, il culmine à 13 h 20 le même jour.

1. a) Indiquer, en justifiant avec la rotation de la Terre, laquelle de ces deux villes est la plus à l'ouest.

1. b) Expliquer pourquoi le Soleil n'est pas au plus haut à la même heure légale dans les deux villes.

1. c) Indiquer l'intérêt d'avoir une heure légale commune dans un pays.