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FICHE RESSOURCE : VARIATION DE LA DUREE DE LA JOURNEE ET DE LA NUIT
AU COURS DE L'ANNEE
OBJECTIFS
Etudier les variations des heures de lever et de coucher du
Soleil au cours de l'année. Découverte des quatre jours caractéristiques de l'année
(solstices et équinoxes).
. Solstice d'été : journée la plus longue
. Solstice d'hiver : journée la plus courte
. Equinoxe d'automne et de printemps : la durée de la journée est égale à la durée de
la nuit, soit 12 heures.
Remarque : Dans l'hémisphère sud, les saisons sont inversées.
Ce travail est facilité par l'existence de données à la portée de tous puisqu'elles
sont consignées dans le calendrier des PTT. De plus, ce travail permet une liaison
intéressante avec les mathématiques puisqu'il nécessite des calculs avec les nombres
sexagésimaux et la réalisation de représentations graphiques. Or, ces deux
"savoir-faire" doivent être maîtrisés en fin de CM.
ACTIVITES
Les élèves devront au préalable relever sur leur
calendrier les données nécessaires. Pour un tracé précis, on relèvera les données
relatives à trois jours chaque mois, le 1er, le 11 et le 21 par exemple. Suivant l'âge
des enfants on pourra se contenter d'un jour par mois. Il est toujours intéressant de
répartir le travail dans la classe, chaque groupe étant chargé d'effectuer les relevés
et les calculs pour un mois particulier. A partir de ce relevé, trois possibilités de
représentation sont offertes :
- Heures de lever et de coucher du Soleil
On portera an abscisse les dates et en ordonnées les heures. On tracera sur le même
grpahique les deux courbes. On pourra colorier en jaune l'espace situé entre les deux
courbes pour visualiser le temps de présence du Soleil dans le ciel, le reste du
graphique étant colorié en gris (nuit. Qualitativement, il est facile de voir que le
temps de présence du Soleil dans le ciel augmente de janvier à juin puis diminue
jusqu'à décembre. L'exploitation quantitative de cette représentation est plus
difficile. Il faut déplacer parllèlement à l'axe des ordonnées et une bandelette de
papier graduée en heures (avec la même échelle que l'axe des ordonnées) pour
déterminer les jours de l'année caractéristiques.
- Durée du jour
Cela suppose de calculer pour chaque date retenue la durée de la journée :
Durée de la journée = heure de coucher du Soleil - heure de lever du Soleil
Pour les jeunes élèves, ce calcul sera effectué avec l'aide du maître. On portera en
abcisse les dates et en ordonnées les durées de la journée. L'exploitation de cette
représentation est immédiate. Par lecture directe, on détermine les deux solstices et
pour les équinoxes, il suffit de tracer une droite horizontale correspondant à 12
heures.
- Variation de la durée de la journée
Cette représentation, plus délicate pourrait être réservée à des élèves assez
avancés (collège ou club d'astronomie). Cela suppose de calculer, entre chaque date
retenue, la variation de la durée de la journée. Il faut pour obtenir des variations
régulières choisir des intervalles de temps rigoureusement identiques : les dates
proposées plus haut ne sont pas valables (mois de 30, 31, 28 ou 29 jours). Mais son
exploitation permet de montrer très nettement qu'au voisinage des solstices, la durée de
la journée varie très peu alors qu'elle varie beaucoup au voisinage des équinoxes.
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