Karamö, le prof virtuelLeçon 5 sur 21
Les mouvements de la Terre et leurs conséquences : la rotation
Je sais décrire le mouvement de rotation de la Terre et en expliquer les conséquences : le jour et la nuit, le mouvement apparent du Soleil, les différences d'heure et la déviation des vents.
- 45 min
- 5 exercices corrigés
- 2 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Définir la rotation de la Terre (axe, sens, durée)
- Expliquer l'alternance du jour et de la nuit et le mouvement apparent du Soleil
- Calculer une différence d'heure entre deux lieux à partir de leur longitude
- Citer les autres conséquences de la rotation (déviation des vents et des courants, aplatissement aux pôles)
Avant de commencer : La leçon « La Terre dans l'espace » (la Terre, le Soleil, la forme de la Terre).
1Je découvre
Chaque matin, à Nzérékoré, Mamadou se lève tôt pour aller à l'école. Il voit le Soleil apparaître derrière les collines, du côté de l'est. À midi, dans la cour de récréation, le Soleil est haut dans le ciel et les ombres sont très courtes. Le soir, quand il rentre des champs avec son père, le Soleil disparaît à l'ouest et la nuit tombe.
Un jour, son cousin qui travaille loin à l'est, en Asie, l'appelle au téléphone. Il est midi à Nzérékoré, mais le cousin dit : « Chez moi, il fait déjà nuit, je vais me coucher ! »
Mamadou est perplexe. Pourquoi le Soleil semble-t-il se déplacer dans le ciel de l'est vers l'ouest ? Et comment peut-il faire jour en Guinée et nuit ailleurs au même moment ?
Qu'est-ce que la rotation de la Terre et quelles en sont les conséquences ?
2Je comprends
1. La Terre a deux mouvements
La Terre n'est pas immobile. Elle a deux mouvements en même temps :
- elle tourne sur elle-même : c'est la rotation (étudiée dans cette leçon) ;
- elle tourne autour du Soleil : c'est la révolution (étudiée dans la leçon suivante).
On peut comparer la Terre à une toupie qui tourne sur elle-même tout en faisant le tour d'une lampe.
2. La rotation : définition
La rotation est le mouvement de la Terre qui tourne sur elle-même autour d'un axe imaginaire.
- L'axe de rotation (ou axe des pôles) est une ligne imaginaire qui traverse la Terre du pôle Nord au pôle Sud. Les pôles sont les deux seuls points de la surface qui ne se déplacent pas pendant la rotation.
- Le sens : la Terre tourne d'ouest en est. Vue depuis le dessus du pôle Nord, elle tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
- La durée : un tour complet dure environ 24 heures. C'est la durée d'un jour (jour et nuit réunis).
La Terre tourne vite : un point situé sur l'équateur parcourt environ 40 000 km en 24 heures, c'est-à-dire environ 1 670 km par heure. Nous ne sentons rien, car tout ce qui nous entoure (l'air, les maisons, les arbres) tourne avec nous.
Exemple
Calcul : à quelle vitesse se déplace un point de l'équateur à cause de la rotation ?
Distance parcourue en un tour : la circonférence de la Terre à l'équateur, environ 40 000 km.
Durée d'un tour : 24 heures.
Vitesse = distance ÷ temps = 40 000 ÷ 24 ≈ 1 667 km/h, soit environ 1 670 km/h.
À titre de comparaison, un avion de ligne vole à environ 900 km/h.
3. Première conséquence : l'alternance du jour et de la nuit
La Terre est une sphère éclairée par le Soleil. À chaque instant, une moitié de la Terre est tournée vers le Soleil : il y fait jour. L'autre moitié est dans l'ombre : il y fait nuit.
La ligne qui sépare la partie éclairée de la partie sombre s'appelle le cercle d'illumination.
Comme la Terre tourne, chaque lieu passe successivement de la partie éclairée à la partie sombre : c'est l'alternance du jour et de la nuit. Si la Terre ne tournait pas, une moitié serait toujours brûlée par le Soleil et l'autre toujours glacée dans la nuit.
- 1Lever du Soleil : mon lieu entre dans la moitié éclairée, à l'est
- 2Midi solaire : le Soleil est au plus haut, les ombres sont les plus courtes
- 3Coucher du Soleil : mon lieu passe le cercle d'illumination, à l'ouest
- 4Nuit : mon lieu est dans la moitié non éclairée de la Terre
4. Deuxième conséquence : le mouvement apparent du Soleil
Chaque jour, le Soleil semble se lever à l'est, monter dans le ciel, puis se coucher à l'ouest. En réalité, ce n'est pas le Soleil qui tourne autour de la Terre : c'est la Terre qui tourne d'ouest en est. On parle donc de mouvement apparent du Soleil.
C'est comme lorsque tu es assis dans un taxi-brousse qui roule : ce sont les arbres du bord de la route qui semblent reculer, alors que c'est toi qui avances.
Le moment où le Soleil est au plus haut dans le ciel s'appelle le midi solaire (ou midi vrai). Les ombres sont alors les plus courtes, et elles indiquent la direction nord-sud.
5. Troisième conséquence : l'heure n'est pas la même partout
Comme la Terre tourne, le Soleil n'est pas au plus haut au même moment dans tous les lieux. Quand il est midi solaire dans un lieu, les lieux situés plus à l'est ont déjà eu leur midi : il y est plus tard. Les lieux situés plus à l'ouest ne l'ont pas encore eu : il y est plus tôt.
Le calcul. La Terre fait un tour, soit 360°, en 24 heures. Donc :
- en 1 heure, elle tourne de 360 ÷ 24 = 15° ;
- 1° correspond à 60 ÷ 15 = 4 minutes.
On a partagé la Terre en 24 fuseaux horaires de 15° chacun. Le fuseau de départ est centré sur le méridien de Greenwich (longitude 0°), une ligne imaginaire qui passe près de Londres et qui traverse aussi l'Afrique de l'Ouest. On ajoute une heure par fuseau vers l'est et on retire une heure par fuseau vers l'ouest.
La Guinée vit toute l'année à l'heure de Greenwich (on note souvent GMT ou UTC+0), comme plusieurs pays voisins d'Afrique de l'Ouest.
Méthode
Pour calculer l'heure solaire d'un lieu à partir de sa longitude :
- Je calcule l'écart de longitude entre les deux lieux (en degrés).
- Je convertis cet écart en temps : 15° = 1 heure, 1° = 4 minutes.
- Je regarde la direction : vers l'est, j'ajoute ce temps ; vers l'ouest, je le retire.
- J'écris l'heure trouvée et je vérifie qu'elle est logique (l'est est toujours « en avance »).
Exemple
Il est 12 h (heure solaire) à Greenwich, sur le méridien 0°.
a) Quelle heure est-il dans un lieu situé à 45° Est ?
Écart : 45°. Temps : 45 ÷ 15 = 3 heures. Le lieu est à l'est : j'ajoute. 12 h + 3 h = 15 h.
b) Quelle heure est-il dans un lieu situé à 60° Ouest ?
Écart : 60°. Temps : 60 ÷ 15 = 4 heures. Le lieu est à l'ouest : je retire. 12 h − 4 h = 8 h.
c) Et dans un lieu situé à 30° Ouest, quand il est 9 h à Greenwich ?
Écart : 30°, soit 2 heures. Vers l'ouest : 9 h − 2 h = 7 h.
Exemple
Conakry se trouve à environ 13°42' de longitude Ouest, soit un peu moins de 14°.
Écart avec Greenwich en temps solaire : 13,7 × 4 ≈ 55 minutes.
Conakry étant à l'ouest de Greenwich, le Soleil y passe au plus haut environ 55 minutes plus tard qu'à Greenwich.
Comme la Guinée utilise l'heure officielle de Greenwich, le midi solaire à Conakry a donc lieu, en moyenne, vers 12 h 55 à la montre (à un quart d'heure près selon la période de l'année), et non à 12 h.
À l'opposé de Greenwich, vers le méridien 180°, se trouve la ligne de changement de date. En la traversant, on change de jour : on ajoute ou on retire une journée au calendrier.
6. Autres conséquences de la rotation
a) La déviation des vents et des courants marins. À cause de la rotation, les vents et les courants marins ne vont pas tout droit : ils sont déviés vers la droite dans l'hémisphère Nord et vers la gauche dans l'hémisphère Sud. C'est pour cela, par exemple, que les grands vents réguliers ne soufflent pas exactement du nord vers le sud.
b) L'aplatissement aux pôles. Pendant des millions d'années, la rotation a légèrement « écrasé » la Terre : elle est un peu renflée à l'équateur et aplatie aux pôles.
c) Le rythme de la vie. L'alternance du jour et de la nuit règle la vie des êtres vivants : activité le jour, repos la nuit pour les hommes, sommeil des plantes et de nombreux animaux, sortie nocturne d'autres animaux.
- Le Soleil se lève à l'est et se couche à l'ouest
- Il fait jour ici et nuit en Asie
- Il est plus tard à l'est qu'à l'ouest
- Les vents ne soufflent pas tout droit
- La Terre tourne d'ouest en est
- Une moitié de la Terre est éclairée, l'autre non
- L'est reçoit le Soleil avant l'ouest
- La rotation les dévie
3Je retiens
Je retiens
La rotation est le mouvement de la Terre qui tourne sur elle-même autour de l'axe des pôles, d'ouest en est, en 24 heures environ.
Conséquence 1 : l'alternance du jour et de la nuit ; le cercle d'illumination sépare la moitié éclairée de la moitié sombre.
Conséquence 2 : le mouvement apparent du Soleil, qui semble se lever à l'est et se coucher à l'ouest.
Conséquence 3 : l'heure varie selon la longitude : 360° en 24 h, donc 15° = 1 heure et 1° = 4 minutes ; l'est est en avance sur l'ouest ; 24 fuseaux horaires.
Conséquence 4 : la déviation des vents et des courants (à droite dans l'hémisphère Nord, à gauche dans l'hémisphère Sud) et l'aplatissement aux pôles.
La Guinée vit à l'heure de Greenwich (UTC+0).
4Erreurs fréquentes
- Dire que le Soleil tourne autour de la Terre : c'est la Terre qui tourne sur elle-même ; le mouvement du Soleil n'est qu'apparent.
- Se tromper de sens : la Terre tourne d'ouest en est ; c'est pour cela que le Soleil se lève à l'est.
- Retirer des heures vers l'est : vers l'est, il est plus tard (on ajoute) ; vers l'ouest, il est plus tôt (on retire).
- Confondre rotation (sur elle-même, 24 heures, jour et nuit) et révolution (autour du Soleil, environ 365 jours, saisons).
5Je m’exerce
1Exercice 1
(Questions de cours)
a) Définis la rotation de la Terre.
b) Dans quel sens et en combien de temps la Terre fait-elle un tour sur elle-même ?
c) Qu'est-ce que le cercle d'illumination ?
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a) La rotation est le mouvement de la Terre qui tourne sur elle-même autour d'un axe imaginaire passant par les pôles.
b) D'ouest en est, en 24 heures environ.
c) C'est la ligne qui sépare la moitié de la Terre éclairée par le Soleil (où il fait jour) de la moitié non éclairée (où il fait nuit).
2Exercice 2
(Compléter) Complète avec les mots : est, ouest, apparent, 15, 4, jour.
La Terre tourne de l'… vers l'… . Le mouvement du Soleil dans le ciel n'est qu'… . En une heure, la Terre tourne de … degrés ; un degré correspond donc à … minutes. Quand un lieu est tourné vers le Soleil, il y fait … .
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La Terre tourne de l'ouest vers l'est. Le mouvement du Soleil dans le ciel n'est qu'apparent. En une heure, la Terre tourne de 15 degrés ; un degré correspond donc à 4 minutes. Quand un lieu est tourné vers le Soleil, il y fait jour.
3Exercice 3
(Calculs d'heures) Il est 10 h (heure solaire) à Greenwich (0°).
a) Quelle heure est-il dans un lieu situé à 30° Est ?
b) Quelle heure est-il dans un lieu situé à 75° Ouest ?
c) Quelle heure est-il dans un lieu situé à 120° Est ?
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a) Écart : 30°, soit 30 ÷ 15 = 2 h. Vers l'est, on ajoute : 10 h + 2 h = 12 h.
b) Écart : 75°, soit 75 ÷ 15 = 5 h. Vers l'ouest, on retire : 10 h − 5 h = 5 h.
c) Écart : 120°, soit 120 ÷ 15 = 8 h. Vers l'est, on ajoute : 10 h + 8 h = 18 h.
4Exercice 4
(Raisonner) Un lieu A est situé à 15° Est et un lieu B à 45° Ouest.
a) Quel est l'écart de longitude entre A et B ?
b) Quand il est 14 h à A, quelle heure est-il à B ?
c) Quel lieu voit le Soleil se lever en premier ? Justifie.
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a) Les deux lieux sont de part et d'autre du méridien de Greenwich : écart = 15° + 45° = 60°.
b) 60° correspondent à 60 ÷ 15 = 4 heures. B est à l'ouest de A : il y est plus tôt. 14 h − 4 h = 10 h.
c) Le lieu A, car il est plus à l'est ; la Terre tournant d'ouest en est, les lieux de l'est entrent les premiers dans la partie éclairée.
5Exercice 5
(Petite rédaction guidée) En 6 à 8 lignes, réponds à la question de Mamadou : pourquoi le Soleil semble-t-il se déplacer de l'est vers l'ouest, et pourquoi fait-il nuit chez son cousin en Asie quand il est midi à Nzérékoré ?
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Exemple de réponse :
Mamadou, ce n'est pas le Soleil qui bouge autour de nous : c'est la Terre qui tourne sur elle-même, d'ouest en est, en 24 heures environ. C'est ce qu'on appelle la rotation. Comme nous tournons vers l'est, nous voyons le Soleil apparaître à l'est le matin et disparaître à l'ouest le soir : son mouvement n'est qu'apparent. À chaque instant, une seule moitié de la Terre est éclairée par le Soleil. Quand Nzérékoré est au milieu de la partie éclairée, il est midi ; l'Asie, située très loin à l'est, est déjà passée dans la partie sombre : il y fait nuit.
Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.
6Je vérifie
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