Le Système Solaire

1. Présentation du Système Solaire

Le Système Solaire est principalement composé du Soleil et de ses 8 planètes.
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Une animation du Système Solaire :
Il n'est pas possible de représenter correctement le fonctionnement du Système Solaire en respectant les échelles de temps et de taille : regardez l'animation ci-dessous pour vous en rendre compte.
Par défaut, aucune échelle n'est respectée. Vous pouvez choisir (ou non) de respecter les échelles de distance, de temps et de dimensions, en cliquant sur les boutons correspondants.

Les ordres de grandeur du Système Solaire sont déjà énormes :
- La Terre se situe à 150 000 000 km du Soleil : une voiture roulant à 200km/h mettrait 85 ans en roulant sans s'arrêter pour atteindre le Soleil.
- Neptune, la planète la plus éloignée est 30 fois plus éloignée du Soleil que la Terre.

Mais ils ne sont rien en comparaison des dimensions de l'Univers :
- La lumière parcourt la distance Terre-Soleil en 8 minutes, elle atteint Neptune en 4h10
- Elle met cependant 100 000 ans à traverser notre galaxie : la Voie Lactée...
- Et la lumière qui nous vient des extrémités visibles de l'Univers voyage depuis plus de 13 milliards d'années !

2. Pourquoi les planètes tournent autour du Soleil ou la Lune autour de la Terre ?

Activité 2p109 : "Et pourtant elles tournent..."

1- Si on attache une boule de papier à une ficelle, et qu'on la fait tourner, un observateur voit la boule tourner autour de notre main sans s'en éloigner. Si jamais on lâche le fil, la boule s'échappe. On en déduit donc que le fil exerce une force sur la boule et l'empêche de trop s'éloigner de la main.
2- Dans le Système Solaire, les planètes tournent autour du Soleil de la même façon que la boule de papier autour de la main. La différence est qu'il n'y a pas de "fil" entre le Soleil et les planètes
3- On doit donc déduire qu'une force oblige les planètes à tourner autour du Soleil, comme la force qu'exerce le fil sur la boule de papier.
4- Cette force a lieu, mais n'est pas transmise par un objet : il n'y a pas de contact. On parle donc d'action à distance car cette force peut s'exercer même si la planète ne touche pas le Soleil (heureusement !).

Activité 3p110 : "Les satellites de la Terre"

1- Il y a actuellement plusieurs milliers de satellites qui tournent autour de la Terre.
2- L'orbite d'un satellite est la trajectoire d'un satellite autour de la Terre.
3- a) L'anneau visible autour de la Terre représente la position des satellites géostationnaires.
b) Il est situé à environ 5 fois le rayon de la Terre.
c) Les satellites positionnés sur cet anneau tournent autour de la Terre en 24 heures. : pour un observateur au sol, ils sont immobiles.
4- a) Un satellite artificiel est un satellite qui a été placé par l'Homme en orbite.
b) Les satellites artificiels peuvent avoir un rôle dans les télécommunications, le repérage (le réseau GPS), la météo, l'observation (Hubble), l'espionnage...
5- Géo signifie "la Terre" et stationnaire "qui ne bouge pas" : un satellite géostationnaire est donc un satellite qui est immobile par rapport à la surface de la Terre : un tel satellite couvre en permanence la même zone : il se trouve toujours au même endroit au-dessus de nous (c'est sur cette orbite que l'on envoie les satellites de la "télévision par satellites" pour ne pas avoir à toujours régler la parabole).

Activité 4p111 : "La gravitation et les marées"

1- a) La Lune tourne autour de la Terre, de la même façon que la Terre tourne autour du Soleil, donc de la même façon que le Soleil, la Terre exerce une force sur la Lune.
b) La Lune est capable de déformer légèrement la Terre : c'est donc qu'elle exerce également une force d'attraction.
2- Le Soleil a également une influence sur les marées. Si seule la masse comptait, alors le Soleil devrait déformer la Terre beaucoup plus que ne le fait la Lune. Si seule la distance comptait, alors l'action du Soleil devrait être négligeable devant celle de la Lune puisque celle-ci est 400 fois plus proche de nous. L'influence est donc fonction à la fois de la masse et de la distance.
3- On parle de force attractive car la Lune attire vers elle une partie de la Terre, et cette force s'exerce à distance, car la Lune ne touche pas la Terre (par opposition à une force de contact, par exemple lorsque l'on pousse une voiture pour la faire démarrer).
4- Pour qu'il y ait force de gravitation, il suffit qu'il y ait une masse : Nous attirons tous de façon infime les objets vers nous !
5- La force de gravitation dépend de la masse de l'objet et de la distance à laquelle il est situé.

3. La gravitation : une force d'attraction à distance

En mécanique on distingue deux types de forces :
-Les forces de contact : on ne pousse une voiture qu'en la touchant
-Les forces à distance : deux aimants s'attirent ou se repoussent sans se toucher.

La gravitation fait partie des forces à distance : le Soleil attire la Terre sans qu'il y ait de lien physique entre eux.

De quoi dépend la force d'attraction ?
- De la masse de l'objet : plus il est lourd, plus la force d'attraction est grande. On pèse plus lourd sur Terre que sur la Lune.
- De la distance qui sépare les objets : Plus on est loin et moins l'on ressent d'attraction.

4. Et pourtant... elle tombe !

La force qui fait tourner la Lune autour de la Terre est donc la même que celle qui nous colle au sol et qui fait tomber les objets.
Si la Lune n'avait pas déjà une vitesse suffisante, elle s'écraserait sur Terre très rapidement, comme une pomme.

Pour résumer :

• La gravitation est la force qui fait tourner les planètes autour du Soleil et qui fait tomber les objets au sol.
• Plus l'objet est lourd plus la force d'attraction sera forte.
• Plus l'objet est loin, plus la force d'attraction est faible.