Ellipses marbrées - Vitesse et temps des corps en orbite

Brève description :

Dans cette activité, les élèves utiliseront une planche elliptique pour obtenir des mesures de vitesse et de distance pour un objet sur une orbite elliptique. d'un objet sur une orbite elliptique.

Les résultats sont ensuite reportés sur un graphique de la vitesse en fonction du temps afin de comprendre comment la gravité affecte (ou modifie) la vitesse d'une planète ou d'un satellite sur une orbite elliptique.

Il est recommandé aux élèves d'avoir des connaissances de base sur les concepts d'énergie cinétique et d'énergie potentielle gravitationnelle, ainsi que sur le concept de vecteur vitesse avant de commencer cette activité.

Sujet :
Sciences, physique, mathématiques
Objectifs d'apprentissage :

  • Les élèves devraient être capables de construire un graphique de la vitesse en fonction du temps et de le relier aux idées d'accélération et de distance pour comprendre les principes de la mécanique orbitale. principes de la mécanique orbitale.
  • Les élèves devraient comprendre comment la force de gravité varie en fonction de la distance par rapport à une planète ou une étoile.
  • Les élèves devraient faire le lien avec la façon dont une planète ou un satellite accélère et décélère sur une orbite elliptique.

Tranche d'âge :
14 - 16 ans

Temps

Préparation : 1 heure
Leçon : 15 minutes à 1 heure

Ressource disponible en :
Anglais, Français, Italien, Portugais, Espagnolet Estonien.
Activité 1 : Mesure de la vitesse et de la distance sur une planche elliptique

Dans cette activité, les élèves utiliseront une planche elliptique pour obtenir des mesures de vitesse et de distance pour un objet sur une orbite elliptique.

Les résultats sont ensuite reportés sur un graphique de la vitesse en fonction du temps afin de comprendre comment la gravité affecte (ou modifie) la vitesse d'un satellite sur une orbite elliptique.

Les élèves sont ensuite invités à répondre à une série de questions sur les graphiques produits au cours de l'activité, et une discussion sur les observations et les explications des comètes termine l'actvité.
Équipement

  • Planche elliptique - faite à l'avance, pour les instructions voir l'annexe : Instructions pour le modèle de planche elliptique
  • Environ 75 petites billes (quelques petites billes sont utiles pour remplir l'extrémité pointue du coin)
  • 2 règles ou tiges de mètres
  • 50 cm de ficelle
  • Marqueur non-permanent

Le saviez-vous ?

Pendant des milliers d'années, philosophes et astronomes ont débattu de la nature de la structure du système solaire et au-delà.

Deux modèles contradictoires sont apparus pour notre système solaire : le modèle géocentrique (ou centré sur la Terre) et le modèle héliocentrique (ou centré sur le Soleil). Vers 200 avant J.-C., l'astronome grec Aristote était partisan du modèle géocentrique et proposait que les planètes (et le Soleil) se déplacent à des vitesses uniformes le long de trajectoires circulaires autour de la Terre, qui se trouvait au centre de l'Univers.

Nous savons maintenant que ce modèle ne correspond pas aux observations de l'univers, et c'est le modèle héliocentrique qui a été accepté.

Illustration du modèle géométrique - la croyance que la Terre se trouve au centre de l'univers.