Questions to the experts

"Pourquoi la Terre ne tombe-t-elle pas ? Pourquoi tourne-t-elle ?
Ces questions sont apparues au cours d'une séquence sur la Terre et son relief!!
Voici la réponse qui a été faite à ces enfants de 9 ans :
- les planètes s'attirent les unes les autres et sont donc en équilibre : voilà pourquoi la Terre ne tombe pas.
Je ne suis pas trop d'accord avec cette réponse: en fait, on pourrait considérer que la Terre tombe en permanence vers le Soleil. Et les autres planètes n'interviennent pas dans l'affaire: seuls comptent la Terre et le Soleil.
Les faits: la Terre est attirée par le Soleil; elle ne tombe pas dessus, mais tourne autour. C'est la même chose qu'un satellite artificiel qui tourne autour de la Terre: il est attiré par elle, mais ne tombe pas parce qu'il tourne. Si on lance un objet en l'air avec suffisamment de vitesse, il retombera pas mais sera "satellisé".
Tous les corps s'attirent les uns les autres, mais cette force est plus grande quand les corps sont plus massifs (essayer d'éviter de dire "plus gros").

Cette attirance permit également d'expliquer le phénomène des marées (océan - Lune)
Grosso modo, oui, mais le phénomène des marées est horriblement compliqué à expliquer. Par exemple, il y a à tout moment deux marées hautes dans les océans de la Terre: une juste "en-dessous" de la Lune, mais aussi une autre du côté opposé. Expliquer la présence de ce deuxième "bourrelet de marée" n'est pas complètement évident! Par ailleurs, les marées dans les océans terrestres dépendent non seulement de la Lune mais aussi du Soleil (marées de vives-eaux = pleine Lune ou nouvelle Lune, mortes-eaux = quartiers).

Et le fait que les gens qui sont aux antipodes ne tombent pas (nous sommes attirés par cette énorme boule, nommée Terre, qui est sous nos pieds).
Suggestion pour approfondir cette notion: faire dessiner aux enfants une Terre avec 6 petits bonshommes qui lâchent un poids, l'un "en haut" (à midi, il vaut mieux ne pas parler de haut et de bas ici !), l'autre "en bas" (a 6 heures) et les quatre autres a 2 heures, 4 heures, 8 heures et 10 heures. Leur demander d'indiquer comment le poids va tomber. Si on leur fait faire ça en groupe, il y a des chances qu'une discussion intéressante s'ensuive... Très probablement, la plupart des trajectoires vont être parallèles à celle du poids que laisse tomber le bonhomme placé à midi...

Une de mes élèves de CE1 m'a demandé comment il se faisait que la Terre ne tombe pas dans l'univers. Je suis allée consulter dans vos archives et j'ai trouvé une réponse. Mais celle-ci ne me "parle pas" complètement. Vous abordez le phénomène d'attirance des planètes et notamment du Soleil avec la Terre. Je crains que mes CE1 n'arrivent pas à se représenter la chose. Auriez-vous un exemple "parlant" qui leur permettrait de mieux comprendre le phénomène d'attirance. Merci d'avance.

Je ne sais pas si c'est plus parlant mais on peut reprendre la comparaison de Fabienne Casoli. Si on lâche un caillou sur la Terre, il tombera en ligne droite vers le bas, c'est-à-dire le centre de la Terre. Si on le lance vers l'avant, il tombe toujours mais à cause de sa vitesse initiale, il touche le sol plus loin. En le lançant de plus en plus fort, il tombe de plus en plus loin (cf. lancer du poids!). On peut imaginer que si la vitesse est extrêmement grande (le calcul dit: supérieure à 11 000 m/s soit environ 40 000 km/h) le caillou va s'échapper dans l'espace sans jamais revenir. Entre les deux il existe des vitesses où la caillou tend à tomber mais "dépasse" en permanence l'horizon (la Terre est ronde et non plate!!), et au lieu de rencontrer le sol... tourne indéfiniment sans s'arrêter. On s'aperçoit (c'est le génie de Newton d'avoir compris ça!) que la rotation de la Lune autour de la Terre, de la Terre autour du Soleil... ne sont que des mouvements de chute indéfiniment répétés, mais avec une vitesse trop grande pour que les corps puissent rencontrer quelque chose (la surface du corps central) sur lequel s'écraser. Donc de ce point de vue, la Terre "tombe" bien en tournant autour du Soleil, tout comme le Soleil tourne dans la Galaxie et notre galaxie se déplace suivant l'attraction des galaxies voisines.
La cause de ces "chutes" ou mouvement de rotation est effectivement l'attraction gravitationnelle, qui peut être un peu difficile à expliquer simplement aux CE1. On peut essayer de dire qu'une force, c'est un peu comme un élastique qui retient les corps entre eux (la différence principale étant que la force de l'élastique augmente avec la distance alors que celle de la gravitation diminue...). L'ensemble des corps célestes serait un peu comme un réseau de balles retenues par des élastiques qui à cause de leur vitesse initiale tourbillonneraient indéfiniment....