UNE RECONSTRUCTION DE LA THEORIE DE LA GRAVITATION NEWTONIENNE : PROPOSITION D'UNE APPROCHE D'ENSEIGNEMENT INSPIREE DE L'HISTOIRE DES IDEES
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- Nature du document : Article de périodique
- Note générale : Bibliogr. p.121
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Résumé :
Cet article propose une approche d’enseignement de la théorie de la gravitation newtonienne, à un niveau de fin d’études secondaires ou début d’études supérieures. Après un point sur le contexte institutionnel et la tendance générale pour l’enseignement de ce sujet, les positionnements théoriques sur lesquels cette approche s’appuie sont présentés. L’intention centrale consiste à chercher à justifier autant que possible les concepts et expressions mathématiques constituant la théorie, via un cheminement permettant de la reconstruire progressivement. À cette volonté s’ajoute la prise en compte des difficultés d’apprentissage, réunies en deux problèmes centraux : le fait qu’il ne soit pas évident de relier la chute libre à la présence de la Terre, et la distinction faite par les élèves entre les phénomènes sur Terre et les phénomènes dans l’espace. Face à ces difficultés, la manière de présenter la dynamique est considérée comme ayant un rôle fondamental. Une formulation des lois du mouvement prenant en compte ces problèmes est exposée, avant de présenter la reconstruction de la théorie de la gravitation proposée. Celle-ci explicite un raisonnement menant à relier les mouvements de révolution des planètes, de la Lune, et le mouvement de chute libre. Ce raisonnement – inspiré en partie de celui de Newton – permet de justifier en quoi la chute peut être reliée à la présence de la Terre, et d’aboutir à l’idée de gravitation universelle, ainsi qu’à l’expression de la force qui la quantifie. Au niveau épistémologique, le cheminement mettant en relation ces différents phénomènes permet d’illustrer le rôle d’unification d’une théorie physique.
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- Descripteurs : gravitation / mécanique / méthode pédagogique / physique : science / théorie
- Mots-clés : Newton, Isaac : 1642-1727