Fonctionnement du savoir

Les élèves au tableau interprètent chacun une situation et effectuent des opérations formelles en représentant le diagramme système-interactions et le schéma de forces correspondants à chaque situation.

Lors de la représentation du diagramme système-interactions et des forces, les facettes des groupes "action", "vecteur force" et "représentation" sont mises en jeu. Les facettes du groupe "action" relatives au contact et à l'action de la Terre le sont implicitement lors de la prise en compte des objets qui sont en contact avec le système et de la Terre. Lorsqu'un élève ne comprend pas pourquoi la flèche est en pointillés entre le parachutiste et la Terre, les notions de contact et de distance ne sont pas explicitement employées: un élève et le professeur emploient respectivement les termes "n'agit pas directement" pour la Terre et "agit directement" pour le sol; le professeur évoque le fait que l'action de la Terre ne résulte pas d'un contact avec elle mais s'exerce par son centre " est-ce que c'est le fait d'avoir les pieds sur Terre qui crée cette action?Non, on peut dire que c'est le centre de la Terre qui agit".

Les facettes "force-mouvement", "force-variation de vitesse" et "vecteur force" (les 2 dernières) sont explicitement mises en jeu lors de la discussion sur la compensation des forces. La longueur des vecteurs est par suite déterminée en tenant compte de la compensation. Lors de ces discussions, le professeur suscite surtout des explications et en réalise ainsi que les élèves.

Le professeur, à l'occasion de la discussion d'une représentation d'un diagramme, reprend une difficulté rencontrée pendant le travail en petits groupes, la confusion entre action du sol et action de la Terre. Il les différentie par leur sens et leur effet "l'action de la Terre et l'action du sol ce n'est pas la même chose puisque ce sont deux actions qui ne s'exercent pas dans le même sens, y en a une celle de la Terre qui est orientée vers le centre de la Terre".

La question de la prise en compte ou non de l'air surgit de nouveau suite à la proposition d'une élève de le rajouter dans la 3ème situation. Le professeur donne aux élèves le choix de le mettre ou non mais à condition de justifier sa non prise en compte au cas où ils ne le mettent pas. Il donne son point de vue concernant ce cas, considérant que sa valeur n'est pas négligeable puisque la vitesse est grande et met ainsi explicitement en jeu la facette frottement. La force exercée par l'air serait inclinée plutôt que verticale selon le professeur dans le cas où il y a du vent.

Pour la 4ème situation où le parachutiste ouvre son parachute, le professeur évoque deux phases selon la variation de la vitesse: la 1ère phase où la vitesse augmente, correspondant à ce qui est représenté au tableau, et la 2ème phase où le parachutiste atteint une vitesse limite et dont le schéma des forces est représenté par le professeur.

Nous observons vers la fin de la correction une argumentation entre le professeur et un élève suscitée par ce dernier qui pense que le parachute doit entraîner le parachutiste vers le bas à cause de son poids et que c'est la force exercée par l'air qui est vers le haut. Le professeur argumente par le fait que le poids du parachute n'est pas pris en compte puisque le système étudié est le parachute et utilise le raisonnement par l'absurde pour montrer que ce qui pousse le parachutiste vers le haut est en grande partie le parachute et non seulement l'air: "E: c'est pas le parachute qui le pousse vers le haut, P: si si parce que tout à l'heure par rapport à la situation précédente où il n'y avait pas de parachute, si vous coupez les cordes entre parachutiste et parachute l'action ne sera pas la même, donc c'est quand même le parachute c'est pas uniquement l'air hein".

Cette phase prend une tendance interprétative de niveau relationnel entre objets/évènements et théories/modèle ou au niveau des objets/évènements, avec des opérations formelles concernant deux représentations, celle du diagramme système-interactions et celle des forces, des descriptions et des évaluations surtout faites par le professeur, ainsi que des explications et des prédictions.