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Éclipses et Lune : TP de sciences physiques en 5e – PDF gratuit à télécharger et imprimer

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Éclipses et Lune : TP de sciences physiques en 5e – PDF gratuit à télécharger et imprimer

Peut-on fabriquer les phases de la Lune dans une chambre ? Oui, avec une lampe, une balle et un peu de patience. Dans ce TP sur les éclipses et la Lune, tu deviens la Terre : ta tête est le point d’observation, la lampe est le Soleil et la balle tenue à bout de bras est la Lune.

Ce TP est à télécharger en PDF et à imprimer gratuitement : le bouton se trouve en bas de la page, sans inscription.

Objectif du TP sur les éclipses et la Lune

Reproduire à l’aide d’une maquette les phases de la Lune et une éclipse de Soleil, puis relier l’angle Soleil-Terre-Lune à la fraction éclairée visible.

Matériel

  • Une lampe de bureau à LED (le Soleil), sans abat-jour
  • Une balle blanche ou une boule de polystyrène (la Lune) piquée au bout d’un crayon
  • Une feuille de carton blanc (la Terre pour l’éclipse)
  • Un rapporteur et un feutre
  • Du ruban adhésif de masquage pour marquer les angles au sol
  • Une pièce que l’on peut assombrir
  • Une feuille pour noter les observations
  • Un camarade pour aider à placer la balle

Sécurité

Sécurité

Utilise une lampe à LED qui ne chauffe pas. Ne regarde jamais la lampe de trop près : regarde la balle, pas la lampe. Fais attention aux câbles et à ne pas trébucher dans la pièce sombre.

Protocole

Lampe (Soleil)tête0°45°90°135°180°Balle à bout de bras, à environ 60 cm de la tête
Maquette vue de dessus : la balle décrit un cercle autour de ta tête ; l’angle se mesure à partir de la direction de la lampe.
  1. Place la lampe sur un meuble, à hauteur de tes yeux, dans une pièce sombre. Place-toi à 2 m environ de la lampe, face à elle.
  2. Tiens la balle au bout de ton bras, à 60 cm environ de ta tête, juste à hauteur des yeux, entre la lampe et toi (angle 0°). Regarde la balle : note la partie éclairée visible.
  3. Tourne sur toi-même d’un quart de tour (90°) en gardant la balle à bout de bras : note ce que tu vois.
  4. Fais de même pour 45° et pour 135° (repères au sol avec le ruban adhésif).
  5. Place-toi dos à la lampe, la balle opposée à la lampe (180°), légèrement plus haute que la tête pour éviter ton ombre. Note ce que tu vois.
  6. Pour l’éclipse de Soleil, pose le carton blanc (la Terre) derrière la balle, à 20 cm, et place la balle exactement entre la lampe et le carton (angle 0°) : observe l’ombre sur le carton.
  7. Pour l’éclipse de Lune, abaisse la balle jusqu’à l’ombre de ta tête (angle 180°) : observe ce qui change.
  8. Éteins la lampe et range le matériel.

Mesures à relever

Angle lampe-tête-balle (°)Aspect de la balle (dessin ou mot)Fraction éclairée estimée (%)Phase de la Lune correspondante
0………
45………
90………
135………
180………
04590135180Angle lampe-tête-balle (°)0255075100Fraction éclairée visible (%)
Grille à compléter : place tes cinq points puis relie-les.

Questions

  1. Que vois-tu sur la balle quand elle est entre la lampe et toi (angle 0°) ?
  2. Quelle phase de la Lune cette position représente-t-elle ?
  3. Que vois-tu à 90° ? Quelle phase de la Lune est-ce ?
  4. Que vois-tu à 180° ? Quelle phase de la Lune est-ce ?
  5. Trace la courbe de la fraction éclairée en fonction de l’angle. Que remarques-tu ?
  6. Que se passe-t-il sur le carton quand la balle est exactement entre la lampe et le carton ? À quelle éclipse cela correspond-il ?
  7. Pourquoi faut-il tenir la balle un peu plus haut que ta tête quand tu es dos à la lampe ? Quelle éclipse obtiendrais-tu sinon ?

Pour aller plus loin

  • Dessine l’aspect de la balle à 20° et à 160° : à quelles phases (croissant, gibbeuse) cela correspond-il ?
  • Remplace la balle par une balle plus petite : l’ombre sur le carton est-elle plus petite ou plus grande ?

Voir le corrigé : Éclipses et phases de la Lune, TP de sciences physiques 5e