Fonctionnement du savoir

La situation est celle d'une voiture qui roule, il s'agit de faire le bilan des forces et les représenter. La situation est décrite en langage scientifique avec des valeurs numériques. La nature du mouvement est précisée ainsi que les caractéristiques des forces de frottement et de traction. Après une confusion chez les élèves entre direction et sens d'une force pour préciser le sens de la force de traction le professeur clarifie la différence et explique qu'une force de traction est une force qui a le même sens que le mouvement. Le professeur dit ensuite que ces caractéristiques sont celles de toute force et énonce donc les facettes du vecteur force explicitement. L'élève au tableau représente ensuite les forces de frottement et de traction avant même de faire le bilan des forces. On commence ensuite à faire le bilan des forces. On retrouve dans ce sous-thème la mise en œuvre d'une procédure, celle de faire le bilan des forces. Les facettes procédurales sont alors énoncées ainsi que les genres d'interactions à distance. Les facettes "quand un objet est en contact avec d’autres alors il exerce une force sur ces objets" et "la Terre exerce toujours une force sur les autres objets" sont implicitement mises en jeu lors de la reconnaissance par l'élève de l'existence du poids et de la force exercée par la route comme force de contact puisque la voiture n'est en contact qu'avec elle. Le professeur met alors en jeu les facettes relatives à la réaction du support pour la décomposer en deux forces, la réaction normale et la force de frottement. L'élève représente les deux forces qui viennent s'ajouter à la force de frottement et à la force de traction. Le professeur ne parle pas pour le moment des intensités des forces (si les longueurs des vecteurs doivent être égales ou non) et l'élève représente celles qui sont opposées de même longueur.

Ce sous-thème met en jeu surtout des opérations formelles relatives à la représentation vectorielle des forces, des définitions concernant les étapes de la procédure à suivre et la réaction d’un support et des interprétations au niveau relationnel entre objets/évènements et théorie/modèle afin de déterminer le bilan des forces et leurs caractéristiques. Les groupes de facettes mis en œuvre constituent des étapes pour effectuer le bilan des forces et les représenter.