Questions aux experts
Ciel, Terre, Univers
Pourquoi la surface de la Terre nous semble plane?
Très chère Main à la pâte qui sait tant m'aider quand je suis en très grosse difficulté, j'avoue qu'en astronomie, je suis très très déficient.
1re question : sachant que la Terre est ronde, que son angle de courbure nous permet d'avoir une surface plane d'environ 80 km2, pourquoi, quand nous montons sur une colline, la surface que nous observons (et qui est plus grande que 80 km2 ) nous semble-t-elle extrêmement plane, bref pourquoi ne voit-on pas la courbure comme une légère pente ?
2e question: pourquoi ne tombons-nous point dans l'espace ? gravité, pesanteur ? Bref quel terme choisir pour expliquer ce phénomène qui intrigue énormément mes petits élèves et, surtout, comment le leur expliquer ?
Merci d'avance pour votre aide.
Un instituteur qui n'aurait pas dû faire des études de lettres.
Bonjour,
je vais essayer de répondre successivement aux deux questions.
1/ "Courbure de la terre" : nous voyons environ 80 km autour de nous... car nous voyons depuis la hauteur de nos yeux au dessus de l'horizon... Quand nous nous allongeons sur le sol, notre horizon se rétrécit sérieusement ! Plus nous sommes élevés par rapport au sol, plus notre horizon s'élargit bien évidemment, mais la "courbure" de la Terre étant la même, l'aspect général reste le même. En revanche, les effets de relief diminuent : c'est une question de point de vue et de perspective à rapprocher du cadrage photographique ou cinématographique. En contre-plongée (vue de bas en haut), les hauteurs paraissent amplifiées, alors qu'en plongée (vue de haut en bas) elles sont "écrasées"... Vu d'avion à 11 000 m, le relief des Alpes paraît bien dérisoire.
2/ "Pourquoi ne tombe-t-on pas dans l'espace" : pour tomber, donc avoir un mouvement qui s'accélère vers un point donné, il faut une force qui agisse, en l'occurrence il s'agit de la force de gravitation universelle liée à l'existence d'un corps massif à "proximité" (dans notre vie quotidienne, c'est la pesanteur terrestre que l'on peut aussi appeler force de gravité... ou poids).
Lorsque un corps est situé dans l'espace loin de toute force de ce type, il ne subit aucune force, donc s'il est immobile, il reste immobile, s'il était déjà en mouvement celui ci perdure sans modification (cas des satellites qui ne sont plus propulsés mais continuent leur voyage dans l'espace).
Pour "expliquer" à des cycle 2, on peut chercher une analogie en utilisant un clou et un aimant : quand on est près de l'aimant, on "tombe vers l'aimant", et ce de n'importe quel côté que l'on soit, quand on est loin, il ne se passe rien.
A noter que les images où l'on voit les astronautes flotter dans l'espace ne correspondent pas à une pesanteur nulle car l'attraction terrestre existe bel et bien à cette distance, mais à une situation d'annulation de cette force de pesanteur par une force égale et opposée due au mouvement de rotation autour de la Terre (force d'inertie, que l'on a appelée longtemps force centrifuge). Voir l'analogie avec l'objet que l'on fait tourner au bout d'un fil autour d'un point : il ne s'échappe ni ne tombe.
J'espère n'avoir pas été trop confus... sinon n'hésitez pas à me recontacter
Cordialement
Michel OULIAC
IUFM de Guyane
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1° La ligne d'horizon nous semble droite car la courbure est vraiment trop faible sur une dizaine de km (1/5000 de la circonférence). Monter sur une colline ne change pas beaucoup les choses. En revanche, on peut voir plus loin.
2° En fait, nous tombons en permanence avec une vitesse latérale, comme la Lune tombe sur la Terre !
C'est analogue à la fronde (pierre accrochée à un fil et qui tourne autour de la main): le fil est tendu et oblige la pierre à venir sur la main mais la vitesse donnée au début provoque le mouvement circulaire. Je ne suis pas très fier de l'explication. De toute façon il y a toujours la pesanteur liée à la gravitation (termes équivalents) pour des objets au voisinage de la Terre (jusqu'à 10 000 km, elle est très importante). Les astronautes ne sont pas en apesanteur mais en impesanteur, c'est subtil (leur attraction vers le sol est compensée par la vitesse du vaisseau spatial).
Bon courage. C'est avec les instituteurs ayant fait des études de lettres qu'on met en place les meilleures séquences de La main à la pâte.
L. Poullain
Saint-Brieuc