DOSSIER : Astronomie

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Ce dossier ne constitue évidemment pas un cours d'astronomie. Il s'adresse à un public jeune et touche tous les niveaux du collège.

Les buts visés sont :

  • De comprendre la façon dont les anciens ont commencé à mesurer les distances dans l'univers.
  • De comprendre les difficultés auxquelles ils ont du faire face.
  • De faire une incursion dans l'histoire des mathématiques, et de comprendre combien l'outil mathématique a fait évoluer notre connaissance du monde.


A LIRE IMPERATIVEMENT ...

Pour chaque activité, vous trouverez :

  • le niveau des élèves à qui elle s'adresse ( 6ème, 5ème, 4ème ou 3ème )
  • également le niveau de connaissances minimal pour comprendre l'activité.

 

Type
Description
( 6 ) ACTIVITE 1

La Terre : "plate" ou "ronde" ?

Présentation :
Il s'agit de comprendre pourquoi la réponse à cette question était primordiale pour le calcul de distances dans l'univers.
Un plongeon dans l'époque d'Eratosthène au 3ème siècle av J.-C.

Connaissances requises :

  • définition du parallélisme
( 5 ) ACTIVITE 2

Mesure du rayon de la Terre

Présentation :
Mesure du rayon de la Terre par Eratosthène au 3ème siècle av J.-C.

Connaissances requises :

  • angles et parallèles
  • proportionnalité ( cours de 6ème )
  • longueur d'un cercle ( cours de 6ème )
( 6 ) ACTIVITE 3

Mesure du rayon de la Lune

Présentation :
Mesure du rayon de la Lune par Aristarque de Samos au 3ème siècle av J.-C. ( méthode par observation des éclipses lunaires )

Connaissances requises : du bon sens uniquement...

( 6 ) ACTIVITE 4

Mesure de la distance Terre-Lune ( 1 )

Présentation :
Mesure de la distance Terre-Lune par Aristarque de Samos au 3ème siècle av J.-C. Ici, on va utiliser la durée d'une lunaison .

Connaissances requises :

  • périmètre d'un disque.
( 4 ) ACTIVITE 5

Mesure de la distance Terre-Lune ( 2 )

Présentation :
Mesure de la distance Terre-Lune par Aristarque de Samos au 3ème siècle av J.-C. Ici, on va utiliser le diamètre apparent de la Lune.

Connaissances requises :

  • cosinus d'un angle aigu.
( 3) ACTIVITE 6

Mesure de la distance Terre-Lune ( 3 )

Présentation :
Mesure de la distance Terre-Lune par Aristarque de Samos au 3ème siècle av J.-C. Ici, on va utiliser le diamètre apparent de la Lune.
Il s'agit de la même activité que la précédente, mais la connaissance du cours de 3ème permet une résolution plus rapide.

Connaissances requises :

  • trigonométrie dans le triangle rectangle.
( 4) ACTIVITE 7

Mesure de la distance Terre-Lune ( 4 )

Présentation :
Mesure de la distance Terre-Lune. Le principe est identique à ce qui a été fait précédemment, mais on a plus besoin de calculer ou de mesurer un angle.

Connaissances requises :

  • parallélisme et conséquences ( cours de 4ème ).
( 4) ACTIVITE 8

Mesure de la distance Terre-Soleil ( 1 )

Présentation :
Mesure de la distance Terre-Soleil. Suivons ensemble la tentative d'Aristarque de mesurer cette distance.

Connaissances requises :

  • cosinus d'un angle aigu.
( 4) ACTIVITE 9

Mesure de la distance Vénus-Soleil ( 1 )

Présentation :
Mesure de la distance Vénus-Soleil. Mesure effectuée par Copernic vers 1530.

Connaissances requises :

  • cosinus d'un angle aigu.
( 3) ACTIVITE 10

Mesure de la distance Vénus-Soleil ( 2 )

Présentation :
Mesure de la distance Vénus-Soleil. Mesure effectuée par Copernic vers 1530.

Connaissances requises :

  • trigonométrie dans le triangle rectangle..
( 4) ACTIVITE 11

Mesure de la distance Mars-Soleil

Présentation :
Mesure de la distance Mars-Soleil. Mesure effectuée par Kepler au 17ème siècle.

Connaissances requises :

  • cosinus d'un angle aigu.
( 3) ACTIVITE 12

Mesure de la distance Terre-Soleil

Présentation :
Mesure de la distance Terre-Soleil selon une méthode utilisée par des astronomes amateurs lors d'un passage de Vénus devant le Soleil.

Connaissances requises :

  • théorèmes généraux de géométrie plane du collège.


Pour ceux qui voudraient en savoir un peu plus, je propose des compléments de cours indispensables avant d'attaquer les autres activités.

Ces compléments de cours reprennent une partie du cours de seconde, mais leur présentation fait qu'ils sont accessibles à des élèves de 3ème.

Ainsi, il n'est pas question ici d'aborder la notion d'angle orienté, même si la rigueur mathématique doit quelque peu en souffrir.
Le but est de donner les outils mathématiques nécessaires à la compréhension des nouvelles activités.


Type
Description
( 3 ) COURS 1

Le cercle trigonométrique

Présentation :
Découvrir le cercle trigonométrique, ainsi que le sinus, le cosinus et la tangente d'angles obtus et rentrants ( pas d'angles orientés ici, ni de "modulo 2pi"... )

Connaissances requises :

  • Trigonométrie de 3ème
( 3 ) COURS 2

Sinus et symétries

Présentation :
Découvrir le sinus d'angles supplémentaires.

Connaissances requises :

  • Trigonométrie de 3ème
( 3 ) COURS 3

Le radian - application : sinus et tangente d'angles "petits"

Présentation :
Découvrir une nouvelle unité d'angles : le radian.
Savoir convertir la mesure en degrés avec celle en radians.
Approximations de sinus et tangente d'angles "petits".

Connaissances requises :

  • Trigonométrie de 3ème
( 3 ) Rappel

Rappel des 3 activités précédentes

fiche non interactive

( 3 ) COURS 4

Relation entre angles et longueurs dans un triangle

Connaissances requises :

  • Trigonométrie de 3ème
( 3 ) Activité 13

Triangulation

Présentation :
Comment mesure-t-on la distance à des objets inaccessibles ?
Présentation générale de la triangulation.
Activité essentielle avant d'attaquer celle sur la parallaxe...

Connaissances requises :

  • Trigonométrie de 3ème + compléments de cours précédents
( 1 ) Activité 14

Parallaxe

Présentation :
Mesurer des astres lointains avec la méthode de la parallaxe.
Théorie et présentation de quelques limites de cette méthode.

Connaissances requises :

  • Trigonométrie de 3ème + compléments de cours précédents + activité 13. Cette activité s'adresse à des élèves de 1ère S , mais les élèves de 3ème peuvent essayer de s'y attaquer.

 

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