{"id":845,"date":"2023-08-29T16:12:33","date_gmt":"2023-08-29T14:12:33","guid":{"rendered":"https:\/\/didacsciences.be\/?page_id=845"},"modified":"2024-12-12T21:39:11","modified_gmt":"2024-12-12T20:39:11","slug":"force","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/didacsciences.be\/index.php\/home\/concepts-scientifiques\/force\/","title":{"rendered":"Force (tous niveaux)"},"content":{"rendered":"\n

Pour citer cette page : Dahmouche, H. et Roelants, D. (2023).\u00a0force (tous niveaux)<\/em>. DidacSciences. https:\/\/didacsciences.be\/.<\/p>\n\n\n\n

Introduction et balises<\/h1>\n\n\n\n

Le concept de force en physique et plus largement le domaine de la m\u00e9canique ne sont pas ais\u00e9s \u00e0 comprendre. C\u2019est pourquoi ils ont fait l\u2019objet de nombreuses \u00e9tudes d\u00e8s le d\u00e9but des didactiques.<\/p>\n\n\n\n

Pour les \u00e9l\u00e8ves et les adultes, quel que soit l\u2019\u00e2ge, le concept de force est g\u00e9n\u00e9ralement au centre de nombreuses confusions. Par exemple, force et mouvement irait de pair, la force provoquerait le mouvement, ou inversement. Une telle conception peut \u00eatre fond\u00e9e sur l\u2019id\u00e9e r\u00e9pandue d\u2019un \u00ab capital de force \u00bb[1]<\/a> qui serait acquis par l\u2019objet, en son sein (expliquant par exemple l\u2019\u00e9lan d\u2019un objet en mouvement). D\u2019autres confusions s\u2019op\u00e8rent \u00e9galement entre force, effort, travail (au sens physique), etc.<\/p>\n\n\n\n

Ces id\u00e9es (et celles qui seront pr\u00e9sent\u00e9es ci-dessous) peuvent \u00eatre retrouv\u00e9es dans l\u2019histoire comme tentative d\u2019expliquer diff\u00e9rents aspects de la m\u00e9canique. Par exemple, Aristote et Leibnitz, entre autres, ont tent\u00e9 des explications qui se retrouvent occasionnellement chez les \u00e9l\u00e8ves. D\u00e8s, lors le lecteur pourra \u00eatre int\u00e9ress\u00e9 par notre page \u00ab Histoire des sciences<\/a> \u00bb.<\/p>\n\n\n\n

Le concept de force et plus largement le domaine de la m\u00e9canique sont donc au centre d\u2019un r\u00e9seau de concepts en physique qui demandent une rupture avec des conceptions communes mais peu pertinentes en physique. \u00c0 terme, il s\u2019agirait d\u2019acqu\u00e9rir une compr\u00e9hension des lois de Newton pour qu\u2019elles soient mobilis\u00e9es \u00e0 chaque fois qu\u2019un probl\u00e8me de m\u00e9canique se pr\u00e9sente.<\/p>\n\n\n\n

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Figure : conception \u00e0 d\u00e9passer selon laquelle les forces dans la direction du mouvement agissant sur un cycliste se d\u00e9pla\u00e7ant \u00e0 vitesse constante seraient d\u2019intensit\u00e9 diff\u00e9rentes, celle dans le sens du mouvement devant \u00eatre sup\u00e9rieure \u00e0 de sens oppos\u00e9 au mouvement. Tir\u00e9 de Allen (2014, p. 152). Misconceptions in primary science<\/em> (2e<\/sup> \u00e9d.). Open University Press.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Entr\u00e9es faciles<\/h1>\n\n\n\n

L\u2019ouvrage de Daro et al. (2011) \u00ab Sciences en classe, une d\u00e9marche d\u2019investigation pour donner du sens au cours de sciences entre 10 et 14 ans \u00bb a consacr\u00e9 un chapitre \u00e0 l\u2019\u00e9tude du concept d\u2019\u00e9quilibre avec des \u00e9l\u00e8ves de 3\u00e8me<\/sup> secondaire. Ce chapitre est bri\u00e8vement repris par les autrices dans Evrard et Amory (2015, dir.) \u00ab Les mod\u00e8les. Des incontournables pour enseigner les sciences ! \u00bb (p. 104 et suivantes).<\/p>\n\n\n\n

Avec le nouveau r\u00e9f\u00e9rentiel de sciences, le concept de force est approch\u00e9 d\u00e8s le d\u00e9but du primaire. Le magazine professionnel Sciences en Cadence n\u00b017<\/a> fait le r\u00e9cit d\u2019essais men\u00e9s en classe.<\/p>\n\n\n\n

\u00c9crits scientifiques<\/h1>\n\n\n\n

D\u2019apr\u00e8s Viennot (1977)<\/a>, Jouin (2002)<\/a> et Ioannides et Vosniadou (2002)<\/a>, la force est associ\u00e9e au mouvement et, donc, un objet immobile ne serait pas soumis \u00e0 une force.<\/p>\n\n\n\n

Jouin (2002)<\/a> ajoute \u00e9galement que, apr\u00e8s un enseignement d\u00e9di\u00e9, la moiti\u00e9 des \u00e9l\u00e8ves de fin secondaire consid\u00e8rent qu\u2019un objet suspendu n\u2019est soumis qu\u2019\u00e0 une seule force, dirig\u00e9e vers le bas. Les \u00e9l\u00e8ves associent \u00e9galement souvent force et \u00e9nergie, attribuant alors \u00e0 un objet particulier une force comme \u00e9tant sa propri\u00e9t\u00e9. Jouin montre \u00e9galement que pour les \u00e9l\u00e8ves, un objet immobile n\u2019est pas soumis \u00e0 une force<\/p>\n\n\n\n

De mani\u00e8re compatible, Viennot (1996)[1]<\/a> ou Ioannides et Vosniadou (2002)<\/a> expliquent la conception qu\u2019ont fr\u00e9quemment les \u00e9l\u00e8ves (et les adultes) qu\u2019un objet est en mouvement car il est soumis \u00e0 une force par l\u2019id\u00e9e d\u2019un \u00ab capital de force \u00bb qui serait emmagasin\u00e9 par l\u2019objet.<\/p>\n\n\n\n

La note de synth\u00e8se de Kavanagh et Sneider (2006)<\/a> met en \u00e9vidence que pour une partie importante des \u00e9l\u00e8ves, la chute d\u2019un objet ne mobilise pas une explication par le concept de force. Kavanagh et Sneider identifient \u00e9galement dans la litt\u00e9rature qu\u2019une autre partie importante des \u00e9l\u00e8ves associe la chute de l\u2019objet au fait qu\u2019il soit \u00ab lourd \u00bb ou encore par l\u2019effet de l\u2019atmosph\u00e8re qui \u00ab pousse \u00bb sur l\u2019objet, vers le bas.<\/p>\n\n\n\n

Les \u00e9l\u00e8ves comprendraient \u00e9galement qu\u2019un objet en d\u00e9placement est un objet dont l\u2019intensit\u00e9 de la force en direction du mouvement serait sup\u00e9rieure \u00e0 celle oppos\u00e9e au mouvement (Driver, 1983)[2]<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Dans l\u2019enseignement secondaire, les \u00e9l\u00e8ves comprennent \u00e9galement apr\u00e8s un enseignement d\u00e9di\u00e9 que les forces seraient toujours \u00e9gales et oppos\u00e9es (Jones, 1983<\/a>), ce qui peut \u00eatre le cas dans certaines situations d\u2019\u00e9quilibre mais qui n\u2019est pas le cas pour toute situation, les actions \u00e9gales et oppos\u00e9es devant s\u2019exercer en fait sur deux corps diff\u00e9rents.<\/p>\n\n\n\n

Pistes de r\u00e9flexion pour les TFE et m\u00e9moires<\/h1>\n\n\n\n

Explorer les apprentissages pour le concept de force, c\u2019est par exemple :<\/p>\n\n\n\n