2.5. Analyse a priori de l’exercice

Cet exercice propose donc quatre situations de la vie quotidienne, avec des objets animés (Thibaut, Arnaud, Jad, Sliman, Danièle) et des objets inanimés (clou, voiture manège). Un premier énoncé présente la tâche à effectuer pour chacune des situations, puis chaque situation est présentée brièvement. Ces situations permettent de tester deux conceptions d’élèves sur la troisième loi de Newton (Licht et Thijs, 1990) :

1. « Si le système 1 met en mouvement le système 2 alors la force exercée par le système 1 sur le système 2 est plus grande que la force exercée par le système 2 sur le système 1 » (Thibaut et Arnaud, Clou et aimant, Danièle et voiture)
2. « Si le système 1 est plus « lourd » que le système 2 alors la force exercée par le système 1 sur le système 2 est plus grande que la force exercée par le système 2 sur le système 1 » (Thibaut et Arnaud, voiture et Danièle)

Nous avons choisi de nous limiter à ces deux conceptions et de ne pas proposer une situation de choc correspondant à la conception :

1. « Lors d’une collision entre un objet fixe et un objet en mouvement, si le système 1 est le système en mouvement alors la force exercée par le système 1 sur le système 2 est plus grande que la force exercée par le système 2 sur le système 1 »

Cet exercice permet aussi de voir quelles sont les caractéristiques des forces dans les schémas des forces. Nous avons ainsi distingué deux cas : des forces de répulsion (Thibaut et Arnaud, Danièle et voiture) et des forces d’attraction (clou et aimant, Jad et Sliman). Le défaut de s’en tenir à ces deux cas est que cela peut laisser les élèves penser que la force exercée par A sur B et la force exercée par B sur A ont toujours pour direction la droite (AB). C’est d’ailleurs déjà le cas dans le modèle où l’exemple est donné dans le cas d’une attraction (cf. modèle présenté p.88).

Pour répondre à cet exercice, il faut donc principalement utiliser le principe des actions réciproques mais aussi analyser la situation pour en déduire la direction et les sens des forces. Dans le cas de la non-application du principe, on peut aussi s’attendre à ce que les élèves n’indiquent qu’une seule force. Cependant, on demande dans l’énoncé de représenter les deux forces.