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Le cercle et disque |
ENVIRONNEMENT du dossier:
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Objectif précédent |
LA SPHERE TERRESTRE :
1.
La terre .
2.
Les
méridiens
et les parallèles
5.
A propos de la direction Nord Sud.
6.
Longueurs
d’arcs terrestres et le mille marin
et « mile »
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TEST |
COURS |
Interdisciplinarité |
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La sphère terrestre :
iLe diamètre de la terre est
d’environ 12 000 km ; celui du soleil est de 700 000 km.
INTERDISCIPLINARITE : LA TERRE.
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La terre est presque une boule , sa surface est presque une sphère
,. Elle tourne autour d’un axe
« NS » ( passant par le pôle Nord et le pôle Sud) . Sur le globe terrestre est tracé des grands cercles dont le
diamètre est le segment NS. Ces cercles sont appelés « méridiens » Il y a un autre grand cercle tracé sur ce
globe : il est appelé « équateur » |
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Pour en savoir plus : lire : les coordonnées géographiques.(
cliquer ici)
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Les globes terrestres utilisés en géographie en
sont une représentation à une échelle donnée. Les points N et S sont l’un le
pôle Nord , l’autre le pôle Sud de la terre. Elle effectue chaque jour un tour autour de son axe imaginaire
passant par le pôle Nord et le pôle Sud , l’axe des pôles . |
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LES COORDONNEES
GEOGRAPHIQUES :
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Tout demi-plan limité par la ligne des pôles coupe
la terre suivant la moitié du grand cercle, appelé « méridien » . Tout plan perpendiculaire à la ligne des pôles coupe
la terre suivant un cercle , appelé
« parallèle » . Seul le parallèle dans le plan passant par le centre de la terre est un
grand cercle : c’est l’équateur .Par tout point de la terre
, il passe un parallèle et un seul ;par tout point autre que les
pôles , il passe un méridien et un seul . |
la
lettre « G » représente Greenwich . Le
lieu A est déterminé par l’angle |
Ainsi
pour déterminer la position d’un lieu à la surface de la terre
, il suffit de connaître le méridien et le parallèle passant par ce
lieu.
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La terre a approximativement la forme d’une
sphère engendrée par la révolution du demi – cercle N M S autour du diamètre NS. Les différentes positions du demi – cercle NMS
dans la révolution autour de NS sont
les méridiens terrestres. Tout point
« P » du demi – cercle NMS décrit , dans cette révolution , un
cercle d’axe NS et de rayon IP appelé « parallèle » terrestre. |
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En particulier le point M ,
milieu de l’arc NMS , décrit un cercle de rayon OM = R , rayon de la
terre. C’est l’équateur terrestre .
Tous les méridiens
ont un rayon égal à celui de la terre . Par
contre le rayon des parallèles est d’autant plus petit que son centre I est
proche de l’un des pôles .L’ équateur
est le parallèle de rayon maximum .
Sur un
globe terrestre dont on connaît les pôles
N et S , on peut matérialiser le méridien du
point P par un fil s’appuyant sur ce globe en passant par trois épingles
plantées en N ; P et S .
On peut tracer les parallèles à l’aide d’un compas
sphérique , à branches courbes, l’une des pointes du compas restant fixé au
point N ( ou au point S ) , l’autre décrivant sur le globe le parallèle du
point P . La distance NP est appelé « rayon polaire » de ce parallèle .
En prenant NM comme rayon polaire on trace ,
par ce procédé , l’équateur terrestre .
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La
terre ayant un rayon très grand ( 6 366 km) sa surface , pour un observateur
placé en un point « P » , paraît coïncider avec un plan
« H » appelé « plan horizontal »
du point P ( plan d’une surface d’eau au repos) . Ce plan est perpendiculaire
en « P » à la direction du fil à plomb .,
appelée « verticale » du point « P » et contenue dans le
plan du méridien NPS. |
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En « P » le méridien (
direction Nord Sud) et le parallèle ( direction Est Ouest ) se
confondent pour l’observateur avec deux droites perpendiculaires NS et EO . A la verticale ; les quatre directions PN , PS , PE , PO sont les directions des quatre points
cardinaux : Nord ,
Sud , Est et Ouest du point « P ». |
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Un
observateur debout sur le plan horizontal « H » et tourné vers le
pôle Nord voit la direction du Nord devant lui , la
direction Sud est arrière, la direction Est
à sa droite et la direction Ouest à sa gauche . Pour définir
une direction donnée , on part de la direction Nord
ou Sud , on indique l’angle de la direction et si cet angle est Est ou Ouest . Exemple : Direction N 53° O
, N 17° E , S73°E |
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A
propos de la direction Nord
Sud :
La « direction Nord Sud géographique »
ainsi définie est aussi déterminée par le plan vertical contenant le méridien
du lieu « P » . Ce plan est franchi par le
soleil ( ou un
astre quelconque) à son maximum de hauteur angulaire . C’est aussi très
approximativement le plan vertical contenant l’étoile polaire.
.
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La direction de l’aiguille aimantée d’une
boussole est celle du Nord – Sud magnétique qui forme avec la direction Nord
– Sud géographique un angle de quelques degrés appelé « déclinaison
magnétique ». Cette déclinaison varie avec l’époque ainsi que d’un lieu à l’autre . Elle est occidentale en France et sa valeur
décroît de 7’ par an pour l’ensemble du pays. |
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La carte ci contre montre la direction des champs
magnétiques mesurée sur la France de la frontière Est ( direction : Strasbourg – Nice) à la point
Finistère. Cette déclinaison était de 4° à 10° , elle était d’environ 6°30’ dans une bande allant du
Nord à la Haute Garonne. |
i |
a)
Longitude :
Pour repérer les méridiens ,
on prend pour origine le méridien de
Greenwich .
( Greenwich
est le nom de la banlieue de Londres où
se trouvait l’observatoire anglais jusqu’en 1948 .Le choix , datant de 1884 ,
du méridien passant par cette observatoire a été ratifié par la France en 1911
, en contrepartie , la Grande Bretagne a décidé en 1965 d’adopter le système métrique , ce qui est en voie de concrétisation….)
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Le méridien de Greenwich rencontre l’équateur en
un point « g » . Le méridien d’un lieu a
rencontre l’équateur en un point « a ». Soit « O » le
centre de la terre .L’angle « g O a » s’appelle
« longitude » de A. La longitude est comptée de 0 à 180° , vers
l’Ouest ou vers l’Est suivant que A
est à l’ouest ou à l’Est du méridien
de Greenwich. Remarque la longitude d’un lieu intervient dans
la détermination de l’heure locale ; ( cliquer ici pour Info
plus ) |
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b) Latitude : Pour repérer les parallèles
, on prend pour origine l’équateur .
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L’angle « a O A » s’appelle « latitude de A » La latitude est comptée de 0° à 90° , vers le Nord ou vers le Sud suivant l’ hémisphère où
se trouve le point « A ». |
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Remarque :
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La latitude intervient dans la définition des
zones climatiques. Les tropiques sont les parallèles de latitude 23°27’ Nord
et Sud ; ils déterminent la zone tropicale , où
le soleil passe deux fois par an à la verticale de chaque lieu. Le tropique du Cancer est dans l’hémisphère Nord , le tropique du Capricorne est dans l’hémisphère Sud . Les cercles polaires ,
de latitudes 66°33’ Nord et Sud ,
délimitent les zones glaciaires , où
l’on peut voir le « soleil de minuit » ; ce sont des endroits
où le soleil ne se couche pas pendant au moins vingt – quatre heures . La latitude intervient aussi dans le choix de
frontières artificielles. Par exemple , la Corée du
Nord et la Corée du sud sont séparées par le 38° parallèle ( c’est à dire le
parallèle de latitude 38° Nord) Il en a été de même avec le 17ème
parallèle pour séparer le Vietnam dans
la deuxième partie du Xxème siècle . |
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Coordonnées
géographique d’un point :
Ce sont la
longitude et latitude d’un point :
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On repère sur le globe terrestre ( ou sur une carte ) la position d’un point à l’aide de
deux arcs appelés « longitude » et « latitude ». |
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- La longitude du point « P » fixe la
position du méridien de « P »
par rapport au méridien origine « Greenwich » ; c’est l’arc AM
compté sur l’équateur de 0 à 180° vers l’Est ou vers l’Ouest.
Exemple : longitude de 51°27’ E ou 138°53’ O
- La latitude du point « P » est l’arc de
méridien compris entre ce point et l’équateur. C’est l’arc MP compté de 0° à 90° vers le Nord ou vers le Sud.
Exemple : latitude de 48°31’ N ou 19°37’S .
Remarques :
-Tous les points d’un même méridien tel que NPS ont
même longitude, l’arc AM. Les points du méridien de Greenwich ont pour
longitude zéro .Ceux du méridien opposé
ou antiméridien ( qui coupe l’équateur au point
diamétralement opposé à A ) ont pour longitude 180° E ou O .
- tous les points d’une même parallèle
, celui de P par exemple , ont même latitude , l’arc MP . Les tropiques
du Cancer et du Tropique sont les parallèles de latitudes
23°274 N et S . Les
cercles polaires arctique et antarctique sont les parallèles de latitude 66°33’
Exemples de coordonnées géographiques de villes
connues :
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Ville |
Latitude |
Longitude |
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Paris |
48°
52’N |
2°20’E |
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New
York |
43°43’
N |
74°01’
W |
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Moscou |
55°45’N |
37°35’
E |
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Melbourne |
37°49’
S |
144°
58’ E |
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Lima |
12°03’
S |
77°03’
W |
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Le
cap |
33°55’
S |
18°22’
E |
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Vôtre
ville ? |
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*Suivant une convention internationale
, les points cardinaux sont
représentés par les lettres N , S , E et W (du mot anglais « west » )
Détermination de la longitude te de la
latitude :
La longitude
et la latitude d’un point se déterminent à l’aide de mesures astronomiques.
Signalons qu’en un point de l’hémisphère boréal , la
hauteur angulaire de l’étoile polaire donne approximativement la latitude. Pour
avoir une mesure précise il suffit de faire la demi – somme des hauteurs maxima
et minima de l’étoile polaire ( ou d’une étoile voisine quelconque). Notons que sur une
carte à grande échelle , où les méridiens et
parallèles sont indiqués, on peut facilement déterminer la longitude et la
latitude d’une localité donnée.
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La distance entre deux points A et B de la terre n’est
pas la longueur du segment [AB] . c’est la longueur
d’un fil qui joint A et B suivant le contour de la sphère. Le plus court chemin entre deux points d’une
sphère est donc un arc de cercle. On démontre que c’est l’arc du grand cercle
qui contient les points A et B . |
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LES LONGUEURS d’ARCS
de MERIDIENS :
(le
mille marin et en navigation : le nœud.)
Rappelons que le mètre a été
défini initialement ( en 1795) comme le dix-
millionième partie du quart du méridien terrestre. Un arc d’un degré sur le méridien a en principe pour
longueur :
» 111,111 km
En effet , la longueur
d’un méridien est d’environ 40 000 km ( circonférence de la Terre.) pour
obtenir la longueur d’un arc de un degré il faut diviser cette longueur par 360
degrés.
Si la Terre était sphérique , la longueur d’un arc
d’un degré sur l’équateur serait égal à celle d’un arc d’ un degré de méridien
.La longueur de l’équateur est de 40 075 km , la longueur d’un arc d’un degré
sur l’équateur est donc de
»
111,139 km . Mais la longueur d’un arc d’un degré sur un parallèle dépend de la
position de ce parallèle : à la latitude de Paris ,
un arc de un degré ne mesure que 73 km. On doit tenir compte de ce fait pour
mesurer les distances sur une carte.
Le mille :
Un arc d’une minute
sur le méridien a pour longueur :
»
1,851 85 km =1851,85 m
Par convention , la
longueur de 1852 m porte le nom de « mille »
·
du fait du léger aplatissement de la Terre , la valeur exacte du mille marin varie de 1843 m à l’
Equateur à 1 862 m aux pôles .
Dans la
Marine Nationale française , la longueur officielle du
« mille » est de 1852 m ;
Signalons que le « Nautical
mile » est sensiblement égal à 1853,18 m en Angleterre et 1853,24 m aux Etats Unis.
On dit aussi « mille marin » , pour éviter toute confusion avec le « mile » ,
mesure anglo-saxonne valant environ 1 609 m .
En navigation maritime ,
on emploie pour unité de vitesse le nœud , égal à 1 mille par heure , soit environ 0,514 m/s ou
0,514 m. s-1
Exemple : un navire
filant à 30 nœuds a une vitesse de 30
1,852 »55,56
km /h
Soit encore
30
0,514 m/s = 15,420 m/s
La terminologie de « nœud » provient de l’ancienne mesure de la vitesse à
l’aide du loch à bateau : on amarre une bouteille rempli d’eau de façon à
flotter tout juste. On fait des nœuds sur la ligne à une distance de
mille ( soit environ 7,717
m ) On laisse filer la ligne et on compte le nombre « x » de
nœuds ayant défilé sur 15 secondes (
c’est à dire
d’heure). La
vitesse est mesurée en nœuds par le nombre « x ».
Pour mesurer une vitesse de 14 nœuds
, il faut disposer d’une ligne de longueur supérieure à 14
7,717 m soit au minimum 110 m.
En anglais ,
« nœud » se dit « knot » , ce qui
explique le symbole « k n » .
CONTROLE :
1° ) Donner une définition
de la sphère.
2 ° )Donner la définition
du rayon d’une sphère
3° )Donner la
forme d’une section d’une sphère :
4° ) Qu’est ce
qu’une sphère de révolution ?
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Représenter une sphère ; y représenter le rayon ; le
diamètre ; un grand disque (section) |
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