6.2. Force – mouvement

La première approche de cette relation est présentée dans le thème 2 de la séance 4 lorsque, pendant la correction d’un exercice fait à la maison, des élèves au tableau représentent les forces s’exerçant sur un objet en mouvement. Pour corriger ces représentations (surtout concernant le sens et la longueur des vecteurs), le professeur introduit implicitement dans son discours le fait que « 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 arrivent à comprendre que c'est la mise en mouvement qui nécessite une force dans la direction du mouvement ou s'ils considèrent qu'il y a toujours une force dans la direction du mouvement. Cette dernière possibilité est fort probable puisque le professeur n'insiste pas sur la mise en mouvement dans son discours et dans ce cas le statut de la conception erronée des élèves, qu’il y a toujours une force dans le sens du mouvement ou que la somme de forces a toujours le sens du mouvement, peut être renforcé.

Le professeur mène ensuite un débat avec la classe pendant tout un thème (thème 4, séance 5) en guise d’introduction aux lois de Newton, en posant une question ouverte qui a mené à un débat et à poser des hypothèses sur la relation entre force-vitesse-accélération. La classe a donc supposé l’existence d’une relation causale entre force et mouvement : s’il y a un mouvement donc il y a une force ; le professeur ne donne pas une réponse là-dessus, il dit juste qu’il va supposer cette hypothèse vraie mais ne revient pas là-dessus d’une façon claire. On ne sait pas ce que les élèves ont compris de cette discussion et s’ils ont fait un lien du type mouvement donc force dans n’importe quel sens ou mouvement donc force dans le sens du mouvement ou mise en mouvement donc force dans le sens du mouvement. Une relation est ensuite faite entre force-vitesse-accélération : force constante donc accélération constante et force nulle donc accélération nulle et vitesse constante, préparant ainsi l’introduction des lois de Newton. Pendant ce thème, la classe essaie vraiment de construire des relations entre concepts avant qu’elles ne soient données « gratuitement » par un modèle.

Le principe de l’inertie est ensuite introduit par des définitions, au moyen de deux registres différents, les formules et la langue naturelle, qui sont ensuite appliquées à une situation matérielle lors de sa première introduction. Une seule application du principe de l’inertie est faite par la suite où une nouvelle implication de ce principe est introduite suivie d’une résolution de l’équation reliant les forces en lien avec leur représentation. Le principe de l’inertie est donc très peu traité dans cette classe : il est introduit dans deux thèmes avec une application directe qui suit son introduction