Scène

Fonctionnement du savoir

Le professeur commence par définir de nouveau les règles procédurales à suivre, déterminer le système et ensuite dans l'ordre, les forces à distance et les forces de contact. Le poids et la réaction du support sont les forces reconnues par l'élève comme étant les forces à distance et de contact s'exerçant sur la masse. Les deux premières facettes du groupe force-interaction et action-interaction sont alors explicitement mises en jeu. On observe donc des interprétations au niveau relationnel entre objets/évènements et théorie/modèle. Elles sont suivies d'opérations formelles lors de la représentation des forces mettant en jeu implicitement les facettes du groupe représentation. Le professeur explicite ensuite les facettes concernant l'origine du vecteur après que l'élève se soit trompé et représenté le poids à partir d'un point de contact au lieu du centre de gravité. Une erreur est faite par l'élève et non repérée par le professeur: l'élève ne présente pas la réaction (on ne voit pas de flèche), il met juste le point d'application et la lettre R mais on ne sait ni la direction ni le sens ni l'intensité de cette force. Le professeur ne voit pas apparemment qu'il n'y a pas de flèche pour la réaction, il voit que l'intensité du poids est supérieure à celle de la réaction et que si c'est le cas la masse se déplacerait suivant la verticale, ce qui n'est pas le cas: il met donc implicitement en jeu pour la première fois la facette: "s'il y a mise en mouvement dans un sens la somme des forces est dans ce sens". Cette facette étant implicite, nous ne savons pas si les élèves associent le sens de la somme des forces à la mise en mouvement ou au mouvement. Le professeur corrige la représentation des forces: il dessine les vecteurs avec des intensités égales mais à partir de points d'applications différents, le poids à partir du centre de gravité et la réaction à partir d'un point de contact (le milieu de la surface de contact).

Un nouveau problème est exposé par le professeur aux élèves: pourquoi la masse se déplace-t-elle? A cause de quelle force? Et pendant la suite, la classe essaiera de trouver la réponse. La question du mouvement ne semble pas évidente chez un élève : "monsieur grand M se déplace mais petit m est sur grand M, elle se déplace avec elle mais elle, elle ne bouge pas"; un problème de référentiel se pose donc. Une élève au tableau représente deux nouvelles forces toutes les deux horizontales, l'une exercée par M sur m et l'autre par m sur M. Une nouvelle difficulté apparaît, celle de confondre les forces exercées sur le système et par le système. Le professeur y remédie en utilisant une facette procédurale : "pour étudier un système il faut prendre l’ensemble des forces appliquées sur ce système (et non celles que le système exerce)". La force exercée par M sur m est gardée mais se trouve dans le sens contraire au mouvement. Le p`rofesseur utilise encore une fois implicitement la facette : "s'il y a mise en mouvement dans un sens la somme des forces est dans ce sens" pour corriger le sens de cette force. Il met ensuite en jeu implicitement la facette frottement pour dire que normalement si cette force est une force de frottement elle doit être opposée au mouvement. Après une réflexion individuelle de la part des élèves, le professeur reprend le raisonnement en menant une série d'interprétations: il reprend successivement la nécessité d'avoir une force dans la direction du mouvement pour qu'il y ait mise en mouvement et le fait que cette force soit une force de contact exercée par M ; le professeur arrive au fait que cette force doit être exercée par M par élimination, puisque cette force n’est pas à distance (il n’y a ni force magnétique ni électrique), et étant donc de contact elle doit être exercée par M puisque c’est le seul objet en contact avec m. La question qui se repose à la fin et qui reste sans réponse à cause de la contrainte du temps est: « comment cette force parallèle au support et qui est donc une force de frottement n'est pas opposée au mouvement? ». Pendant toute cette partie, les facettes relatives au mouvement et au vecteur force sont mises en jeu quand la classe discute de cette force qui doit exister dans la direction du mouvement.