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Niveau seconde
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Physique seconde, Soleil--Terre (suite)

Posté par
koxinelle
02-01-09 à 20:05

Bonsoir,voilà un sujet que n'ai pas réussi à faire car je ne comprends pas exactement les questions posées. Pourriez-vous m'aider ?

Voici le document texte :


La méthode d'Eratosthène :

Eratosthène était un contemporain d'Archimède. Mathématicien et astronome, il dirigea la Bibliothèque d'Alexandrie, en Egypte,  vers 250 av. J.C.Outre une carte du monde détaillée, utilisant pour la première fois les méridiens et les parallèles, en lui doit une valeur remarquablement précise de diamètre de la Terre, qu'il obtint grâce à une méthode ingénieuse, sans quitter son bureau.

Eratosthène est persuadé, comme Aristote, que la Terre est sphérique ; il croit également, à la différence Anaxagore, que le soleil est très éloigné, et que ses rayons arrivent quasi parallèlement en tout point du globe terrestre.
Eratosthène a appris, vraisemblablement par des voyageurs (d'autres versions disent qu'il a découvert dans un des ouvrages de la bibliothèque dont il est conservateur), que dans cette ville, le 21 juin, jour du solstice d'été, on peut voir à midi le Soleil se réfléchir sur l'eau au fond d'un puits profond et étroit.
Si l'on plante un bâton vertical (un gnomon), midi est l'heure son ombre a une longueur minimale, en tout point du globe terrestre. Ce 21 juin, à Syène, un gnomon n'a pas d'ombre à midi.
Le même jour, à la même heure, Eratosthène constate qu'a Alexandrie, la longueur de l'ombre d'un gnomon  n'est pas nulle. Il attribue cette différence à la rotondité de la Terre. Connaissant la longueur L de l'ombre du gnomon à Alexandrie ( L est égale à un huitième de la hauteur h du gnomon), il obtint alors l'angle: que font les rayons avec la verticale en ce lieu. Eratosthène sait par ailleurs que les caravanes de chameaux mettent 50 jours pour venir de Syène à Alexandrie.
En estimant que ces chameaux parcourent environ 100 stades par jour, il calcule la distance entre les 2 villes.
Il en déduit une valeur du rayon de la Terre de l'ordre de 6500 km. La valeur réelle est 6400 km, son résultat est donc d'une précision tout a fait remarquable.


Questions:
1) Quelles sont les hypothèses d'Eratosthène ?

2) Quelle relation existe-t-il entre la hauteur h du gnomon situé à Alexandrie et la longueur L de son  
   ombre le 21 juin à midi ?

3) Connaissant la relation entre la longueur L de l'ombre du gnomon à Alexandrie et sa hauteur h
   (question 2), calculer la valeur de l'angle: que font les rayons avec la verticale en  
   ce lieu. (doc.4)
    
4) D'après les données du texte, calculer la distance qui sépare Syène et Alexandre.

5) Observer la figure ci-dessous ( Cercle avec l'arc)

a) Quelle est la formule qui permet de calculer la circonférence de ce cercle de rayon R ?
b) En vous aidant de la formule précédente et de la figure ci-contre, trouver la formule qui permet de calculer la longueur de l'arc AB.

6) En vous aidant des questions précédentes et du document 3, déterminer la valeur du rayon de la Terre.


Merci d'avance, koxinelle

Physique seconde, Soleil--Terre (suite)

Physique seconde, Soleil--Terre (suite)

Physique seconde, Soleil--Terre (suite)

Posté par
Marc35
re : Physique seconde, Soleil--Terre (suite) 02-01-09 à 22:59

Bonjour,
Y a-t-il la valeur du stade qui est donnée ?
J'ai trouvé  1 stade = 177.6 m

Posté par
koxinelle
re : Physique seconde, Soleil--Terre (suite) 03-01-09 à 23:13

Eratosthène dit que

Citation :
                   Ces chameaux parcours 100 stades par jour
Je crois que ce doit être
5000 stades mais je ne suis pas sûre !

Posté par
Marc35
re : Physique seconde, Soleil--Terre (suite) 04-01-09 à 00:05

100 stades par jour pendant 50 jours, ça fait 5000 stades pour la distance entre les deux villes, c'est sûr...
Mais le problème est de traduire 5000 stades en m ou en km.
J'ai trouvé 1 stade = 177,6 m mais je voulais savoir si, dans l'exercice (à la fin peut-être), il n'y a pas cette information.
J'ai fait le calcul et on ne trouve pas 6500 km pour le rayon de la terre (sauf erreur de ma part ).
On peut répondre à la question 4 par 5000 stades mais il serait mieux de donner la distance en m ou en km, surtout pour trouver le rayon de la terre dans la question 6...
Sinon je peux t'expliquer comment on fait l'exo avec 1 stade = 177,6 m...

Posté par
koxinelle
re : Physique seconde, Soleil--Terre (suite) 04-01-09 à 18:18

Oui j'aimerais bien que tu m'explique avec 1 stade = 177.6 m....


Et sinon il n'y avait pas d'autre explication sur ma feuille d'exercice



Merci énormément de ton aide, koxinelle

Posté par
Marc35
re : Physique seconde, Soleil--Terre (suite) 04-01-09 à 21:57

2) tan() = L / h
3) = tan-1(L / h) = tan-1(1/8)
= 7,125° ou = 124,355.10-3rd
4) Entre Syène et Alexandrie, il y a D = 100 x 50 = 5000 stades
Si 1 stade = 177,6 m, 5000 stades = 888 km
5)
a) circonférence = 2R
b) arc = R   ( en radians)
6) D = R
R = D / = 888 / 124,355.10-3
R = 7141 km
à la place de 6500...
Ce doit être la valeur du stade qui n'est pas bonne.
Cherche dans ton livre au début ou à la fin, il y a peut-être des tables.



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