Raisonnement commun: exemples

Des synthèses ministérielles
Dynamique élémentaire
 Electrocinétique élémentaire

Thèse de J.L. Closset 1983 Le raisonnement séquentiel en électrocinétique. Univ. Paris 7

Closset et Viennot 1984

Closset, J.L. 1989 les obstacles à l'apprentissage en l'électrocinétique, BUP 716, 931-950

Un circuit électrique, notamment les circuits série, sont des systèmes où tous les éléments interagissent "simultanément" (en approximation quasi stationnaire). Or, on a tendance à interpréter son fonctionnement soit très localement, soit en suivant le cheminement d'une entité (électrons, "électricité", intensité) d'un pôle à l'autre de la pile ou du générateur, sans rétroaction de l'aval sur l'amont.

Selon ce raisonnement "séquentiel", deux ampoules identiques situées dans un circuit série, avec ou sans autre dipôle intercalé, ne brilleraient pas autant, ce qui est faux.

Voir  aussi Couchouron Viennot  FR 2000  

Force, vitesse, "capital de force"

Lorsque la résultante des forces subies (poids, tension, etc,) et la vitesse d'un objet ne sont pas soit colinéaires soit toutes les deux nulles, on a tendance à inventer une force interne à l'objet, colinéaire à son mouvement. Cette force s'épuiserait du fait de forces extérieures opposées: un "capital de force"? Elle est mal distinguée de la quantité de mouvement et de l'énergie cinétique

Viennot FR 1978, Viennot 1979 (livre), Viennot UK 1979

Confusion entre deuxième et troisième loi

Quand deux objets sont en interaction et que l'ensemble accélère, on a tendance à penser que celui qui pousse dans le sens du mouvement "agit plus fort que l'autre ne réagit", ce qui violerait la troisième loi de NewtonBrasquet, Ménigaux, Viennot UK 2012

en panne.jpg
Raisonnement linéaire causal
jongleurs.jpg

Des objets soumis à des forces qui ne dépendent que de leur altitude (frottements de l'air négligés) et donc sont identiques entre elles dans chacune de ces deux situations. Leurs vitesses différentes n'y changent rien.

Mécanique et électrocinétique, les enseignants:

voir aussi Viennot  FR 1988

Thèse S. Fauconnet 1981

Thèse S. Rozier 1991

Rozier Viennot 1991 UK 

Une chaine linéaire d'implications dont chaque maillon désigne un seul phénomène, portant sur l'évolution d'une seule grandeur:

Exemple: le volume diminue alors la densité augmente alors la pression augmente.

L'argumentation prend l'allure d'un récit : une tendance majeure et souvent trompeuse du raisonnement commun.

Viennot FR 2002

 Electrostatique V/s électrocinétique, et  Histoire des sciences

Thèse d'Abdelmadjid Benseghir, 1989 Univ. Paris 7

au sujet du problématique découplage de la charge et du potentiel. Volta, Oersted, Ampère

Blondel Benseghir  UK 2017

Champ électrique et principe de superposition
Deux modèles
Optique géométrique et onde

Thèse de P. Colin 1999

Colin Viennot FR 2000, UK 2001, FR 2003 

voir aussi

Viennot Rainson UK 1992

Rainson Tranströmer Viennot UK 1994

Une séquence d'enseignement en mathématique supérieure technologique:

Rainson Viennot FR 1998

Viennot Rainson UK 1999

L'effet de serre
image effet de serre.png

Un schéma parmi tant d'autres ..."Dans une serre il rentre plus d'énergie qu'il n'en sort": beaucoup à redire sur cette formulation commune, et des propositions

P. Colin 2011a UK , 2011b FR Spirale n°5

Pression hydrostatique
vases.jpg

Forces exercées par l'eau sur le fond des récipients?

Thèse U. Besson 2001

Models at the mesoscopic scale

Besson Viennot UK 2004

pression+balles.jpg
Young.jpg
Constantes

Le terme "constante" peut désigner un nombre, une valeur (ex: la vitesse de la lumière dans le vide) ou un adjectif (une grandeur qui ne dépend pas de ....) Malentendus en vue! et précautions à prendre.

Viennot FR 1982, Livres FR 1996 et UK 2001, Chap. 9

Lumière, vision, image optique

Thèses A. Fawaz 1983, W. Kaminski 1991.

Kaminski Mistrioti FR 2000

de Hosson Kaminski FR 2002

Viennot Kaminski UK 2006

voir aussi

La couleur

Thèse de F. Chauvet 1994

Une séquence d'enseignement

Voir aussi  

Sur l'absorption de la lumière (pas par tout ou rien) par les pigments: 

Viennot de Hosson UK 2012,  UK 2015

Difficultés de lecture d'images
jupiter.jpg

Colin, Chauvet, Viennot UK 2010

Risques d’incompréhension de l’image liés, notamment à
- la confusion entre réalisme et symbolisme
- la similarité de symbole pour deux concepts différents (voir ci-dessus la suggestion possible d’un rayon visuel)
-l’hypersélectivité de l’images (seuls deux trajets de lumière sur un schéma de fente d'Young: les "rayons" sont-ils « déviés » au passage des trous?)
- la structure et les échelles de représentation

Cinématique

Maury Saltiel Viennot FR 1977

Thèse E. Saltiel 1978

Saltiel et Malgrange 1980 UK

Livres Viennot FR 1996 et UK 2001, Chap. 7

trajectoire et refer WIX.tif

La trajectoire dépend du référentiel: une vraie difficulté.

Grandeurs algébriques

Un signe + ou - peut servir à indiquer qu'un nombre est supérieur ou inférieur à zéro, ou bien indiquer une relation entre des grandeurs algébriques, (ex: la tension aux bornes d'un générateur: U=E - rI).

Il est difficile de s'y retrouver. Suggestions pour la schématisation en électrocinétique ou en thermodynamique:

Viennot FR 1980, Livres FR 1996 et UK 2001, Chap. 6

Viennot EJP UK 1981

Rebmann Viennot AJP UK 1994