L'éclipse solaire totale de 2024

Le 8 avril 2024, une éclipse solaire totale aura lieu en Amérique du Nord et sera visible le long d'un chemin qui traverse le Mexique, certaines parties des États-Unis et les provinces maritimes du Canada. Bien qu'il existe de nombreux types d'éclipses, les éclipses solaires totales sont rares - La prochaine ne se produira pas en Amérique du Nord avant 20 ans ! Comme beaucoup d'autres, VEX Robotics est enthousiasmé par ce phénomène rare et remarquable ! Voici quelques activités amusantes et engageantes en classe que vous pouvez intégrer pour communiquer avec les élèves au sujet de la prochaine éclipse en utilisant VEX 123, VEX GO et VEX IQ !

Activités pour VEX 123

Mini Eclipse avec VEX 123

Cette activité s'inspire des phases d'une éclipse solaire totale, affichées dans l'image ci-dessous. Le robot VEX 123 jouera le rôle de la Lune pendant l'éclipse ! 

La configuration est simple : placez un « Soleil » au centre d'une tuile 123. Le Soleil devrait être juste un peu plus grand que le robot lui-même. (Vous pouvez tracer l'anneau d'art et couper un peu en dehors de cette ligne pour faire le soleil en utilisant du papier de construction jaune.) Vous pouvez également inclure une impression de la lune et la fixer au sommet de l'anneau d'art sur le robot VEX 123 pour donner au robot un aspect vraiment lunaire. 

Codez le robot 123 pour qu'il voyage à travers le soleil afin de créer les formes de soleil/lune indiquées dans les phases ci-dessus. Voir la vidéo ci-dessous : 

J'ai utilisé VEXcode 123 pour ce projet pour coder le robot afin qu'il se déplace par très petits incréments, qu'il attende entre chaque mouvement et qu'il tourne selon des angles plus petits pour créer le chemin incurvé. Il a fallu une réflexion et une visualisation minutieuses pour déterminer les mouvements, les modèles et où positionner le robot. Voici le code utilisé dans la vidéo ci-dessus : 

Vous pouvez également terminer l'activité avec le Touch ou le Coder ; au lieu de déplacer le robot dans un cycle continu, demandez aux élèves d'expérimenter le positionnement du robot pour recréer chaque phase de l'éclipse individuellement. Vous pouvez mettre en œuvre Mini Eclipse VEX 123 en tant qu'activité autonome ou effectuer chaque phase en temps réel au fur et à mesure que l'éclipse se produit. Comme la configuration est simple, l'activité peut être facilement réalisée à l'extérieur. 

Voir l'éclipse en gros plan

Examinez de plus près les différentes étapes d'une éclipse solaire totale à l'aide du robot VEX 123 ! Les élèves coderont leurs robots pour identifier les images de chaque étape d'une éclipse solaire totale. 

Faites des découpes de chaque étape de l'éclipse solaire et attachez les découpes aux différents carrés des tuiles VEX. Après avoir affiché des images des différentes étapes de l'éclipse à la classe et expliqué chaque étape de l'éclipse, demandez aux élèves de coder le robot pour suivre le chemin de chaque étape de l'éclipse. 

Vous pouvez choisir de lister les étapes sur les tuiles de manière séquentielle ou de les mélanger au fur et à mesure que vos élèves codent le robot VEX 123 pour atteindre chaque étape de l'éclipse dans l'ordre chronologique. 

Envisagez d'inclure les étapes suivantes :

Étape 1 (éclipse partielle)

L'ombre de la lune devient visible sur le disque du Soleil. Le premier contact se produit lorsque l'ombre de la Lune touche le bord du Soleil. 

Étape 2 (Début de l'éclipse totale)

Au cours de cette étape, presque tout le disque du soleil est recouvert par la Lune. 

Au début de cette étape, la lumière du Soleil apparaît brisée en « perles ». Celles-ci sont connues sous le nom de « Bailey's Beads », du nom du scientifique britannique Francis Bailey, qui a découvert ce phénomène en 1836. 

Finalement, les perles disparaissent et forment une tache lumineuse ressemblant à un diamant dans le ciel, et l'atmosphère du Soleil forme la bande de l'anneau. L'apparition de l'anneau de diamant est un signe que l'éclipse a presque atteint sa totalité.

Stade 3 (Totalité)

La Lune recouvre complètement le disque du Soleil. Seule la couronne solaire est visible. Le ciel s'assombrit, les températures chutent et la faune se tait souvent.

Étape 4 (Fin de l'éclipse totale)

Également connue sous le nom de Troisième Contact, l'ombre de la Lune commence à s'éloigner et le Soleil réapparaît. Les Perles de Bailey et l'Anneau de Diamant réapparaissent. 

Étape 5 (Fin de l'éclipse partielle)

La Lune cesse de chevaucher le disque du Soleil. L'ombre sur le Soleil devient de plus en plus petite et finit par quitter le Soleil. Le quatrième contact se produit au point où l'ombre quitte le Soleil. 

Vous pouvez ajouter plus ou moins d'images pour représenter les étapes de l'éclipse en fonction des besoins de vos élèves. De plus, pensez à ajouter des horodatages pour chaque étape afin de représenter l'heure à laquelle votre zone spécifique connaîtra chaque étape de l'éclipse totale. 

Pour un soutien supplémentaire, fournissez aux élèves un schéma des différentes étapes d'une éclipse solaire totale comme l'image ci-dessous : 

Les élèves apprécieront d'en apprendre davantage sur l'éclipse et de voir des images réelles, en particulier dans les zones qui peuvent ne pas connaître l'éclipse de première main. Cette activité serait une excellente occasion d'initier les élèves au concept d'éclipse avant qu'elle ne se produise. 

Activités pour VEX GO et VEX IQ

Éclaireur d'éclipse

Inspiré par des images du chemin de l'éclipse, conduisez le colonel Jo sur une base de code ou un BaseBot, ou construisez et poussez un Moon Buggy sur une grande carte pour reproduire le chemin de l'éclipse totale ! 

Vous pouvez même faire pivoter le robot dans différentes positions pour imiter l'angle de la Lune ! Cette activité peut être réalisée en tant qu'activité autonome ou en temps réel au fur et à mesure que l'éclipse se produit. Déterminer les incréments de mouvement pour entraîner le robot dans un chemin courbe spécifique rendrait également l'exploration amusante ! 

Modèle de rotation lunaire 

En utilisant VEX GO ou VEX IQ, demandez aux élèves de construire leur propre Lune tournante qui trace le chemin de la totalité de l'éclipse ! Pour la configuration, imprimez une carte du chemin de la totalité telle que l'image dans l'activité d'Eclipse Pathfinder. Fixez la carte à une tuile GO avec des épingles enfoncées dans le papier. Imprimez une image découpée de la Lune et attachez-la à la construction avec une épingle, comme ceci : 

L'activité est ouverte - Demandez aux élèves de concevoir et de construire leur propre modèle de rotation de la Lune qui trace le chemin de la totalité. Il y a tellement de façons dont les élèves peuvent le faire, et cette activité sera un excellent exercice de construction collaborative et de créativité ! 

Dans cet exemple, j'ai utilisé les poutres coulissantes dans le kit afin de pouvoir ajuster la position de la Lune lorsqu'elle se déplaçait sur un chemin courbe. Voir la vidéo ci-dessous à titre d'exemple. Bien que l'exemple utilise un kit GO, l'activité fonctionnera tout aussi bien avec GO OU IQ. 

Laboratoire STEM Jour et Nuit : Adaptation à l'éclipse solaire

Adaptez le Day and Night VEX GO Stem Lab pour vous concentrer sur l'éclipse solaire avec VEX GO ou VEX IQ ! Dans le laboratoire STEM de jour et de nuit, les élèves étudient la rotation de la Terre. Alors pourquoi ne pas ajouter la Lune dans le mélange pour mettre en valeur l'éclipse ? Alors que GO et IQ ont beaucoup de pièces similaires, j'ai dû faire quelques modifications pour que la construction fonctionne, et j'ai choisi d'utiliser des pièces VEX IQ pour construire le modèle.  

J'ai monté le Brain sur son côté afin qu'il puisse servir de petite plate-forme pour le Soleil, puis j'ai créé un petit panier pour le moteur puisque le moteur IQ n'a que des trous de montage d'un côté. Mais dans l'ensemble, cela a fonctionné tout comme la construction GO !

Pour ajouter à la Lune, j'ai utilisé une partie de ce « panier » moteur comme un moyen de monter une autre longue poutre avec un engrenage plus petit pour agir comme ma lune.

Lorsque la Terre tourne, je peux déplacer manuellement la Lune entre la Terre (la boule de styromousse) et le Soleil (la LED du capteur optique) pour créer ma propre ombre/éclipse. Vous pouvez même peindre la boule de styromousse pour qu'elle ressemble davantage à la Terre. Voir l'éclipse dans la vidéo ci-dessous : 

Les élèves pourraient suivre le même processus pour créer leurs propres modèles de rotation de la Terre et essayer différentes hauteurs pour le Soleil et la Lune et voir comment cela affecte également les ombres.

Également dans une application thématique amusante, lorsque je faisais mon projet VEXcode, j'ai nommé mon moteur et mon capteur optique en fonction de ce qui était modélisé (la Terre et le Soleil). Cela pourrait aider les élèves à établir ces liens entre les comportements dans leur modèle et les comportements dans VEXcode !

Modèle d'échelle d'éclipse solaire

Guidez vos élèves à utiliser des pièces VEX GO pour faire un modèle à l'échelle simple d'une éclipse solaire ! Vos élèves devront savoir que

• La lune fait ¼ de la taille de la Terre 
• Il y a environ 30 diamètres terrestres entre la Terre et la Lune. 

Commencez par collecter les matériaux suivants :

• 1 mètre 
• GO Large Beams (pour faire une longueur totale d'au moins 33 pouces une fois connecté)
• Grandes poutres rouges et broches rouges pour connecter les grandes poutres
• 2 poutres vertes
• 6 broches rouges
• 2 connecteurs rouges
• 2 épingles jaunes
• Perles, pompons ou autres objets ronds pour représenter la Terre et la Lune. Votre objet terrestre devrait mesurer environ 1 pouce et votre objet lunaire devrait mesurer environ 1/4 pouce. J'ai utilisé des pompons pour mon modèle.
• Points adhésifs ou ruban adhésif recto-verso

Tout d'abord, connectez les grandes poutres ensemble pour créer une poutre plus longue d'environ 33 pouces de long.

J'ai utilisé :

• 2 grandes poutres grises
• 2 grands faisceaux noirs
• 1 grand faisceau blanc
• 1 grand faisceau jaune
• 5 poutres carrées rouges
• 20 broches rouges

Suivez les étapes suivantes pour créer le modèle : 

Étape 1

Utilisez les poutres carrées rouges et les broches pour connecter chaque poutre ensemble afin de créer une poutre longue et robuste. La poutre doit mesurer au moins 33 pouces de long. Comme défi amusant, encouragez les élèves à déterminer indépendamment la combinaison de poutres la plus précise pour créer la poutre de 33 pouces de long ! Les élèves peuvent utiliser un étalon pour mesurer la précision de leur long faisceau.

Étape 2

Fixez chaque connecteur rouge à une extrémité de chacune de vos poutres vertes et fixez le connecteur jaune au connecteur rouge. Ensuite, utilisez vos points adhésifs pour attacher votre Terre et votre Lune aux connecteurs jaunes. 

Étape 3

Maintenant, attachez votre Terre et votre Lune au faisceau que vous avez fabriqué. Parce que votre Terre mesure 1 pouce de diamètre, vous pouvez placer votre lune à 30 pouces d'elle sur votre faisceau, de sorte que votre modèle est essentiellement à l'échelle. Ma poutre mesure 33 pouces de long, alors j'ai attaché ma Lune à une extrémité, puis j'ai mesuré 30 pouces de l'extrémité pour attacher ma Terre.

Étape 4

Vous êtes maintenant prêt à le tester ! Idéalement, vous avez une belle journée ensoleillée et vous pouvez emmener vos élèves à l'extérieur et utiliser le soleil réel pour cela. Une lampe de poche dans une pièce sombre fonctionne assez bien aussi.

Tenez le modèle de sorte que la Lune soit entre le Soleil (ou votre source de lumière) et la Terre. La Lune projettera une ombre sur la Terre, montrant ce qui se passe lors d'une éclipse solaire ! Vous devrez probablement jouer avec l'angle sous lequel vous tenez le modèle pour obtenir la meilleure ombre possible. Si vous êtes à l'intérieur et que vous utilisez une lampe de poche, demandez à un élève de tenir la lampe de poche à différentes distances du côté lunaire du modèle pour tester la meilleure ombre.

Si vous retournez le modèle pour que la Terre soit la plus proche de vous (entre le Soleil et la Lune), vous aurez un modèle d'éclipse lunaire, où la Terre projette une ombre sur la Lune !

Remarque : Cette activité ne doit pas être effectuée pendant l'éclipse. Lors d'éclipses solaires partielles ou annulaires, il n'est jamais sûr de regarder directement l'éclipse sans une protection oculaire appropriée. Lorsque vous regardez une éclipse solaire partielle ou annulaire directement avec vos yeux, vous devez toujours regarder à travers des lunettes solaires sécurisées (« lunettes d'éclipse ») ou une visionneuse solaire portable sécurisée. Les lunettes Eclipse NE SONT PAS des lunettes de soleil ordinaires ; les lunettes de soleil ordinaires, aussi sombres soient-elles, ne sont pas sûres pour regarder le soleil. Découvrez la sécurité totale de l'éclipse grâce aux ressources de la NASA.

Il existe d'innombrables façons de mettre en œuvre la robotique éducative pour enseigner à vos élèves l'éclipse ! Publiez vos propres idées dans la communauté PD+ pour inspirer les autres, ou inscrivez-vous à une session individuelle avec des experts de VEX pour obtenir de l'aide dans la mise en œuvre de l'une de ces activités. Nous sommes ravis de voir comment vous intégrez le continuum VEX pour vous connecter à cet événement historique !