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Les mouvements de la Terre, du Soleil et de la Lune

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Objectif
Le Soleil, la Terre, la Lune sont animés de différents mouvements les uns par rapport aux autres.
Comment décrire de manière simple le mouvement de ces astres ?
Quelles sont les conséquences de ces mouvements ?
1. La Terre
La Terre est animée de deux sortes de mouvement.
a. La Terre tourne autour du Soleil
On dit que la Terre effectue une révolution autour du Soleil.
Sa trajectoire est très proche d'un cercle. La distance Terre - Soleil est d'environ 150 millions de kilomètres. Cette distance peut varier très légèrement, mais sans conséquence notable.

La trajectoire circulaire de la Terre peut être représentée sur une surface plane appelée le plan de l'écliptique (doc.1.).

Doc.1. Trajectoire de la Terre.

Une révolution de la Terre, soit un tour complet autour du Soleil, dure 365,25 jours (365 jours et un quart de jour), ce qui correspond à une année : une année est définie comme le temps nécessaire à la Terre pour effectuer une révolution complète.

Remarque : Une année civile comptant toujours un nombre entier de jours, on distingue les années non bissextiles (365 jours) et les années bissextiles (366 jours) qui tous les 4 ans permettent de rattraper le retard d'un quart de jour qui s'accumule à chaque année non bissextile.

b. La Terre tourne sur elle-même
On dit que la Terre effectue une rotation.
Une rotation complète de la Terre s'effectue en 24 heures, c'est-à-dire un jour au cours duquel chaque point de la surface terrestre traverse une zone éclairée et une zone non éclairée correspondant au jour et à la nuit.

L'axe de rotation de la Terre n'est pas tout à fait perpendiculaire au plan de l'écliptique, il est incliné d'un angle de 23,5°.
Cette inclinaison est responsable de deux phénomènes importants :
– les durées du jour et de la nuit changent au cours de l'année, le passage d'un point de la surface terrestre dans la zone éclairée n’ayant pas toujours la même durée : le Soleil est visible plus longtemps en été qu'en hiver ;
– l'année est rythmée par les saisons : l'inclinaison des rayons lumineux par rapport à la surface terrestre change au cours de l’année ; lorsque les rayons lumineux sont perpendiculaires à la surface terrestre, elle reçoit le maximum de lumière et de chaleur ; plus les rayons sont inclinés, moins la surface terrestre reçoit de lumière et de chaleur.
La période d'inclinaison minimale correspond à une saison d'été.
La période d'inclinaison minimale correspond à une saison d'hiver.

2. Le Soleil
Le Soleil est une étoile fixe au centre du système solaire.

On a cependant très longtemps cru que celui-ci était en mouvement à cause de la rotation de la Terre qui donne l'impression que le Soleil se déplace dans le ciel tout au long de la journée : il ne s'agit que du mouvement apparent du Soleil au cours duquel il semble se lever à l'est, s'élever dans le ciel, puis se coucher à l'ouest (doc.3.).

Doc.3. Position du Soleil au cours de la journée.

3. La Lune
La Lune est un satellite naturel de la Terre qui, comme cette dernière, est animé de deux sortes de mouvements.

• Révolution autour de la Terre
La Lune se trouve à environ 380 000 km de la Terre et effectue une révolution complète en environ 28 jours.
Le plan de l'orbite lunaire ne correspond pas tout à fait au plan de l'écliptique : il est incliné d'environ 5°.

Doc.4. Trajectoire de la Lune.

Remarque : C’est à cause de cette inclinaison qu'une éclipse ne se produit pas systématiquement lorsque la Lune se situe entre la Terre et le Soleil : la Lune est souvent décalée vers le haut ou le bas et n'est pas parfaitement alignée avec les deux autres astres (doc.5.).

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