Fonctionnement du savoir:

La situation est celle d'une balle de ping-pong plongée dans l'eau puis lâchée (étudiée la séance précédente) ; la phase étudiée étant la montée après que la main ait lâché la balle. Il s'agit de faire le bilan des forces et de les représenter. On observe donc des interprétations de niveau relationnel ainsi que des opérations formelles mettant en jeu les facettes procédurales, représentationnelles ainsi que des facettes appartenant au groupe vecteur force et au groupe force-interaction; ces dernières étant utilisées implicitement, sauf la 3ème, celle du poids, que le professeur énonce comme définition. Cette fois, contrairement à la séance précédente (thème 4) pour faire le bilan des forces le fait de commencer par les forces à distance et ensuite les forces de contact n'est pas évoqué ni même mis en œuvre par l’élève qui fait le bilan des forces. La facette relative au contact est donc implicite à la réponse de l'élève qui nomme la force exercée par l'eau comme force s'exerçant sur la balle ; elle est mise en jeu par une interprétation faite par l’élève. Le contact n'est donc pas évoqué. Un problème se pose par rapport aux intensités des deux forces représentées, celle exercée par l'eau et celle exercée par la Terre: pour les représenter, il s'agit de savoir laquelle a l'intensité la plus grande et de le justifier. Ce problème posé par le professeur, va déclencher une série d'interprétations et d'explications, surtout au niveau relationnel, mettant en jeu des descriptions. Une hypothèse faite par un élève suppose que la somme des forces doit avoir le sens du mouvement: la balle monte donc la force exercée vers le haut est plus grande que celle exercée vers le bas. Une deuxième, faite par un autre élève, met en jeu la densité de la balle et le fait qu'elle joue un rôle là-dedans ; le professeur la contredit en donnant un contre exemple : "oui mais ça, ça peut ne pas être valableparce que tu prends la balle tu la lâches de très haut elle tombe dans l'eau elle peut très bien avec l'élan devenir comme une main immergée puis ensuite remonter, est-ce qu'on est d'accord? Et là la densité de la balle ne joue par sur le fait que ça monte ou que ça descende". Le professeur revient à la 1ère hypothèse et pointe le problème : "est-ce que c'est parce que la balle monte ou qu'elle s'est mise en mouvement vers le haut? C'est pas la même chose". Il donne encore une fois un contre exemple pour contredire cette hypothèse: il lance un objet vers le haut et dit que la seule force s'exerçant sur lui pendant qu'il monte est le poids qui est dirigé vers le bas alors que le mouvement est vers le haut. Un élève considère que la main agit pendant la montée et le professeur n'explicite pas le fait que s'il n'y a plus contact il n'y a plus la force de la main mais repose la question à un autre élève qui omet cette force dans sa réponse ; le fait que quand le contact n’existe plus la force de contact ne s’exerce plus n’est pas explicité. Le professeur institutionnalise enfin la conclusion qui consiste en trois nouvelles facettes qui sont le fruit d’interprétations: "la résultante des forces n'a pas nécessairement le sens du mouvement", "s'il y a mise en mouvement dans un sens la somme des forces est dans ce sens" et "l'accélération et la somme des forces ont le même sens".

Ce sous-thème est caractérisé par la mise en jeu de nombreuses interprétations au niveau relationnel entre objets/évènements et théorie/modèle, ainsi que des explications et des descriptions. Les groupes de facettes sont reliés par le fait qu'ils constituent des étapes du bilan des forces et de leur représentation. Les groupes force-mouvement et force-accélération sont plutôt mis en jeu à part, du fait qu'ils ont fait l’objet d’un débat postérieur à la représentation des forces.