Enseignant : [Scenario conceptuel de la séquence] précisant un ensemble de notions que les élèves peuvent acquérir en réalisant les activités I et II
1. Relevé d’ombres portées d’un objet (figurine, gnomon)
Demander aux élèves de :
- Placer un objet sur une feuille blanche qui sera fixée à un support (sol, table). Repérer la position de l’objet sur la feuille de manière à pouvoir replacer l’objet au bon endroit le cas échéant. Cette activité peut avoir lieu sur un balcon ou même en intérieur à partir du moment où le soleil « est présent ».
- Sur une durée d’au moins 1 heure, tracer toutes les 10 min (ou ¼ d’heure) le contour de l’ombre portée de l’objet sur la feuille et noter l'heure correspondante.
- Analyser le relevé des contours d’ombres en comparant la position des ombres et leurs longueurs respectives. « Comment les ombres évoluent-elles ? » Dans le cas où les élèves ne peuvent pas réaliser en intérieur le relevé d’ombres portées, ils peuvent analyser la photo ci-dessous "relevé contour ombre 2".
Enseignant / élèves : Quelques photos pour mieux comprendre le dispositif
[photo dispositif 1] - [photo dispositif 2] - [photo relevé contour ombre 1] - [photo relevé contour ombre 2]
2. Modélisation à l’aide de l’objet et d’une lampe
Demander aux élèves de :
- Se mettre dans le noir (ou la pénombre) avec leur objet et la feuille sur laquelle figure le contour des ombres. Placer l’objet sur le repère de départ. Leur demander, à l’aide d’une lampe, de reproduire l’évolution des ombres portées. Les élèves n’ayant pas pu réaliser le relevé d’ombres portées travaillent à partir de la photo proposée ("relevé contour ombre 2") pour effectuer leur modélisation. Ils utilisent l’objet de leur choix et le positionne sur une feuille blanche. Ce qui compte ensuite, c’est de reproduire le bon sens de rotation des ombres portées ainsi que leurs différentes longueurs, en se référant à la photo
- Analyser la modélisation pour déduire que la lampe se déplace en sens inverse des ombres mais que les deux mouvements se font dans le sens des aiguilles d’une montre. Les élèves constatent également que la hauteur de la lampe doit varier pour obtenir des ombres de longueurs différentes.
3. Sens de déplacement du soleil dans notre ciel
Demander aux élèves de :
- Se placer à nouveau dans le contexte du relevé d’ombres : placer à nouveau la feuille et l’objet à l’endroit du relevé.
- A l’aide d’une boussole (application téléphone), trouver le sens de déplacement du soleil dans notre ciel (sens inverse du déplacement des ombres).
4. Visualiser une animation sur la course apparente du soleil
Demander aux élèves de : Visualiser l’animation correspondante [Lien] et la confronter à leur relevé d’ombres et leur modélisation. Ils peuvent également visualiser les différences de courses apparentes du soleil en fonction des saisons.
Pour aller plus loin :
Vous pouvez consulter cette vidéo sur Billes de Science, et notamment les éclairages scientifiques à partir de 5:59.