Biomécanique INUTILE Flashcards
Déf Biomécanique
La biomécanique est l’application de la mécanique aux systèmes
biologiques
A quoi peut s’appliquer la biomécanique ?
Elle peut s’appliquer à différents types de systèmes biologiques (plantes,
animaux, humains, cellules…) mais également à différents types de
systèmes en général (corps rigides, tissus, fluides, point)
Déf Solide
Un solide est un ensemble de points matériels possédant une consistance (avec une forme et un volume propres, ≠ fluide)
C’est quoi un solide indéformable
Solide indéformable : la distance entre deux points quelconques reste constante au
cours du temps
C’est quoi un solide déformable ?
Solide déformable : la distance entre deux points peut évoluer au cours du temps
(solide réels)
Déf Equilibre mécanique
-Tous les points formant un système ont une vitesse nulle par rapport à un repère (échelle macro)
- Le système se déplace à vitesse constante (sens, norme et direction) dans un repère
Déf Système
Un système est un objet ou ensemble d’objets parfaitement identifiés (liés ou
non entre eux)
Ex. : point matériel, solide, ensemble de solides, partie d’un solide, portion de
fluide
Def force
- Une force modifie la vitesse d’un solide (sens et / ou norme et / ou direction de cette vitesse) et / ou déforme un solide
- Donc si il y a accélération (variation de vitesse), il y a force
- Son unité est le Newton (N)
Déf Référentiel
Le mouvement observé est relatif à l’observateur et dépend d’un solide de référence : c’est le référentiel
Le mouvement doit toujours se définir par rapport à un référentiel
On le matérialise par un système d’axes indéformables de l’espace (3 coordonnées) et du temps (1 coordonnée)
Référentiel galiléen (référentiel d’inertie) :
Référentiel où les lois de Newton
s’appliquent (qui permettent de prévoir la trajectoire de l’objet que l’on étudie)
Coordonnées cartésiennes :
- 2D, plan divisé en 4 quadrants par 2 axes orthogonaux : 2 coordonnées (x,y)
- 3D, 3ème axe perpendiculaire au plan 2 D : 3 coordonnées (x,y,z)
Comment placer la localisation dans l’espace ?
Choix d’un référentiel + choix d’un repère
Système de référence : coordonnées
Cordonnées « angulaires »
- 2D : coordonnées polaires (r,θ)
- 3D : coordonnées cylindriques (r,θ,z) ou sphériques (r,θ,φ)
Les différents types d’axes :
Axes :
- Vertical ou longitudinal
- Sagittal ou antéro-postérieur
- Transverse ou médio-latél
Les différents plans (et axes rattachés) :
Plans :
- Sagittal : axes vertical et sagittal
- Frontal ou coronal : axes vertical et transverse
- Horizontal : axes sagittal et transverse
Distinction entre un Référentiels absolu et un référentiel relatif :
- Exemple d’un lancer de cerceau en gymnastique
- Analyse des mouvements des centres de masse de la gymnaste et du cerceau
- Référentiel absolu : référentiel lié au gymnase, référentiel terrestre
- Référentiel relatif : référentiel lié au centre de masse (CM) de la gymnaste
Centre de masse (de gravité ou d’inertie) :
- C’est le Barycentre des masses d’un système (chaque point du système est pondéré par sa propre masse)
- Point géométrique où s’applique l’action de la gravité (poids d’un système)
- Point d’équilibre d’un système
- Situé aux alentours du nombril en position de référence debout
Tables anthropométriques
- Masse de chaque segment corporel : % masse corporelle
- Position du centre de gravité de chaque segment corporel : % taille du segment corporel
(proximal → distal)
Déf vecteur :
Outil mathématique permettant de matérialiser et de quantifier des notions dynamiques : force, vitesse, accélération…
4 caractéristiques des vecteurs :
- Point d’application : origine du vecteur
- Direction (ligne d’action) : déterminée par le coefficient directeur ou par l’angle que fait la
droite qui supporte et qui oriente le vecteur par rapport à un des axes d’un repère - Sens : signe du vecteur selon les axes d’un repère (+ ou -), caractérisé par une flèche
- Norme (module, intensité) : valeur du vecteur en fonction de ce qu’il représente (N pour
une force, m.s-1 pour une vitesse…), quantifié par la distance entre l’origine et l’extrémité du
vecteur
Les différents types de vecteurs :
- Vecteurs colinéaires : vecteurs ayant la même direction
- Vecteurs concourants : des vecteurs sont concourants si leurs directions passent par
un même point - Vecteurs opposés : deux vecteurs sont opposés si ils sont colinéaires, si ils ont la
même norme, mais si ils sont de sens opposés - Vecteur libre : origine quelconque, pas d’origine fixe, ses autres caractéristiques sont constantes
- Vecteur glissant : l’origine ne peut se situer que sur une droite, la direction du vecteur, ses autres
caractéristiques sont constantes - Vecteur lié : l’origine est un point fixe, la localisation du point d’application est déterminante
Comment additionner des vecteurs ?
En utilisant le théoréme de Chasles
Si les vecteurs sont colinéaires, ont peut additionner leurs normes
SINON NON
Vecteur nul :
Si la somme des vecteurs revient à l’origine du premier vecteur, la somme est un
vecteur nul de norme 0
La somme de deux vecteurs opposés est un vecteur nul
Multiplication par un scalaire
Si on multiplie un vecteur par un scalaire (nombre réel), on obtient un vecteur de
même direction dont la norme est multipliée par ce scalaire
Vecteurs unitaires :
- Ce sont des vecteurs qui permettent d’orienter les axes d’un repère
- Pour un repère orthonormé (3 axes perpendiculaires) : 3 vecteurs unitaires
- Origine : origine du repère (O)
- Direction
ı⃗ est perpendiculaire au plan formé par ȷ⃗ et k
ȷ⃗ est perpendiculaire au plan formé par ı⃗ et k
k est perpendiculaire au plan formé par ı⃗ et ȷ
Sens (conventionnel, pas obligatoire)
- ı⃗ est + vers la droite
- ȷ⃗ est + vers le haut
- k est + vers la salle
- Norme (conventionnelle, pas obligatoire) : 1
