2.2. Principe des actions réciproques

Deux exercices du test 2 nécessitaient l’utilisation du principe des actions réciproques. C’est un principe qui pose de réelles difficultés aux élèves.

Cette comparaison des réponses des élèves nous permet de voir sans même avoir besoin de faire des croisements que la majorité des élèves qui ont donné la bonne réponse dans la première situation n’ont pas donné la bonne réponse dans la deuxième situation. Afin de comprendre la règle que les élèves utilisent à la place du principe des actions réciproques, on peut regarder les justifications des élèves.

On voit alors que sur les 64 élèves qui ont donné la bonne réponse dans la première situation, 32 ont justifié en disant que les forces avaient même intensité car la caisse (ou l’homme et la caisse) était immobile et 13 ont justifié en disant que si l’une des deux forces était plus grande, alors il y aurait un mouvement (de la caisse ou de l’homme). Seulement 4 élèves ont cité le principe des actions réciproques (dont 2 qui ont rajouté que les objets étaient immobiles).

On peut se demander si les élèves réalisent bien qu’il ne s’agit pas de deux forces qui s’exerceraient sur un même système mais bien une force exercée par le système 1 sur le système 2 et une force exercée par le système 2 sur le système 1. On peut alors regarder les réponses écrites des élèves à l’exercice 5 (cf. énoncé p. 134) où la représentation des deux points indique plus clairement qu’il s’agit de deux systèmes différents.

L’analyse des réponses des élèves aux deux exercices montre que la majorité des élèves semble appliquer le principe suivant : « C’est l’objet qui fait bouger qui exerce la force la plus grande » (44% des élèves ont « appliqué » ce principe dans les 4 cas où il y avait un mouvement), et cela même si la représentation indique qu’il s’agit de deux systèmes différents. On note d’ailleurs que, contrairement aux résultats préliminaires de Meltzer (2005), le taux de réussite n’est pas plus bas pour les questions mettant en jeu une représentation schématique des forces. On peut penser que les erreurs des élèves ne proviennent pas du fait qu’ils imaginent que les forces s’appliquent sur le même système.

Lors de l’entretien, Aurélie dit qu’elle pensait au moment de répondre à l’exercice 3 qu’il s’agissait de deux forces exercées sur la caisse mais le fait de réaliser qu’il s’agit de forces exercées par et sur des systèmes différents ne change pas sa réponse :

‘« vu qu’elle bouge pas et ben ça veut dire les deux forces elles sont égales ouais c’est ça en fait » « ouais en fait j’ai pas parlé du euh en fait c’est quand y a deux forces euh l’une contre l’autre c’est pas deux forces sur un objet » « j’ai fait comme si y avait deux forces qui s’exerçaient sur la caisse » « je mettrais que quand y a deux forces qui (geste) enfin qui s- enfin qui s’opposent enfin quand elles sont ouais qui s’opposent en fait ben si elles sont égales et ben ça bouge pas »’

Elle prend soin de reformuler sa réponse mais ne change pas le fond. Cet extrait d’entretien semble confirmer que les erreurs ne sont pas uniquement liées à cette difficulté.

‘Il semble raisonnable de dire que la majorité des élèves applique la règle’ ‘’« C’est l’objet qui fait bouger qui exerce la force la plus grande ».