Cours 12 - Impulsion et Quantité de mouvement

Question 1

Qu’est-ce que la quantité de mouvement linéaire?

Answer 1

La quantité de mouvement correspond au
produit de la masse d’un corps par sa vitesse linéaire.

(𝑘𝑔∙𝑚/𝑠)= masse (kg) x vitesse (m/s)

Question 2

Quels sont les deux possibilités d’agir pour modifier la quantité de mouvement?

Answer 2

1. Masse du corps
2. Vitesse linéaire du corps

Question 3

Quel est la formule qui décrit la quantité de mouvement en lien avec le momentum?

Answer 3

Quantité de mouvement = momentum
Momentum = vecteur
Momentum = 𝑝
Masse = m
Vitesse = 𝑣

𝑝= m x v

Question 4

Qu’est-ce que l’impulsion linéaire?

Answer 4

Quantifie l’influence d’une force sur un corps
(Comment cette force va influencer la quantité de mouvement de ce corps, et par le fait même, sa vitesse)

L’impulsion implique donc un changement de vitesse du corps (accélération ou décélération)

Question 5

Quels sont les deux possibilités d’agir pour modifier l’impulsion

Answer 5

• La force
• Le temps (durée de l’application de cette force)

L’impulsion se définit donc comme le produit de la force par le temps.
L’impulsion représente l’aire sous une courbe de force.

Équation mathématique et unité:
Impulsion = F x t
F = force
Unité : Newton x seconde (Ns)
t = temps d’application de la force

Question 6

Quelle est la différence entre l’impulsion linéaire horizontal et verticale?

Answer 6

• *Impulsion horizontale**
• Produit par les forces médio latérales et antéro postérieures
• Ne fait donc pas intervenir la gravité
• *Impulsion verticale**
• Fait intervenir le concept de gravité

Ex box jump

Question 7

Vrai ou faux, l’impulsion linéaire est seulement négative?

Answer 7

Faux, elle est positive lors de l’impulsion de poussé (du sol vers le haut) et négative lors de l’impulsion de réception (Du haut vers le sol)

Question 8

Expliquer la relation d’impulsion et la quantité de mouvement linéaire.

Answer 8

Impulsion = variation de la quantité de mouvement linéaire
C’est donc une dérivée de la 2e loi de Newton qui stipule que F=ma

F= ma
F = m(v2-v1)/t
F x t = m(v2-v1)

m = masse du corps (kg)
v2 = vitesse finale (m/s)
v1 = vitesse initiale (m/s)

Question 9

Qu’advient-il avec la vitesse losrqu’il y a une variation de la quantité de mouvement?

Answer 9

Une variation de la vitesse

Question 10

Que stipule la loi de conservation de la quantité de mouvement linéaire, suite à une collision entre 2 corps?

Answer 10

Tendance pour les 2 corps à continuer de bouger dans la direction du mouvement original de l’objet ayant le plus grand momentum .
- La force peut aussi être transférée d’un corps à un autre.

Cette loi est basée sur le fait que le momentum demeure inchangé tant et aussi longtemps qu’aucune autre impulsion linéaire ne vient agir sur le corps.

Avant collision = Après collision
m1v1 + m2v2 = (m1+m2)v

Question 11

Qu’elle est la différence entre inertie et moment d’inertie?

Answer 11

Un corps maintient son état de repos tant qu’aucune force non contrebalancée n’agit sur lui (1à e loi de Newton)
Inertie
• C’est la tendance d’un corps à maintenir invariable son mouvement linéaire (ou sa position statique)
• Elle est proportionnelle à la masse du corps (plus il est lourd, plus il sera difficile de le faire bouger ou de l’arrêter)

Moment d’inertie
•C’est la tendance d’un corps à maintenir invariable son mouvement angulaire (représente une mesure de la résistance d’un objet à un changement de position autour d’un axe)
•Elle dépend de la masse et de sa répartition autour de l’axe de rotation

En somme, l’inertie prends en compte que plus la masse sera élevée, plus il faudra de force pour déplacer le corps. Alors que pour le moment d’inertie, on ajoutera où il se situe par rapport à l’axe de rotation.

Question 12

Comment peut-on définir l’axe de rotation?

Answer 12

a) le centre de masse du corps (ou du du segment)
b) une articulation
c) un point fixe externe

Question 13

Un individu effectue une rotation près de son centre de masse et une rotation loin de son centre de masse. Dans quel circonstance le moment d’inertie sera plus grand?

Answer 13

En effectuant une rotation près de son centre de masse, le moment d’inertie est plus petit. Alors que si la rotation est éloigné du centre de masse, le moment d’inertie sera plus grand.

Question 14

quels sont les deux formules afin de calculer un moment d’inertie?

Answer 14

Dans le cas d’un corps simple et uniforme (ex: une balle accrochée à une corde)
I = m * r²

Dans le cas d’un corps complexe (ex: plusieurs segments du corps humain)
I =Σ m * k²

I =moment d’inertie
m = masse du corps
k = rayon de giration (distance entre la masse et l’axe de rotation)
Σ= sommation

Question 15

Vrai ou faux, Donc, plus la masse et/ou le rayon de giration augmente, plus le moment d’inertie augmente?

Answer 15

Vrai

Question 16

Dans le moment d’inertie, qu’est-ce que le rayon de giration?

Answer 16

• Permet de simplifier le calcul du moment d’inertie
• Représente la distance à l’axe de rotation à laquelle il faut placer un point de masse égale à celle du segment pour que ce point ait le même moment d’inertie que le segment.

La position du centre de giration varie en fonction de l’axe de rotation (articulation) autour duquel le mouvement a lieu.
La position est exprimée en pourcentage de la longueur d’un segment.

Question 17

Vrai ou faux? Le moment d’inertie ne sera JAMAIS proportionnel à la grandeur du rayon²

Answer 17

Faux, il est proportionnel. Ce qui explique pourquoi la variation du rayon de giration a donc plus d’effet sur le moment d’inertie que la variation de la masse.

Question 18

Qu’est-ce que le théorème des axes parallèles?

Answer 18

Permet de calculer le moment d’inertie du corps entier ou d’un segment du corps autour d’un axe donné (exemple: moment d’inertie autour de l’axe de rotation de la hanche).

Formule lorsque l’axe parallèle passe par le centre de gravité ( cdg)

I_A= I_cdg+md²

Question 19

Comment peut-on définir la quantité de mouvement angulaire?

Answer 19

• ## Permet de décrire l’état général de rotation d’un corpsIl s’agit d’une valeur vectorielle (donc + ou selon le sens de rotation)

Moment angulaire (L) = I * ω

(Vitesse angulaire est en rad/sec)

Question 20

Qu’elle est la différence de calcul entre le mouvement linéaire et angulaire?

Answer 20

Quantité de mvt (p) (Momentum linéaire) = m*v

Quantité de mouvement angulaire (Q.M.A) (Momentum/moment angulaire) (L) = I * ω

Question 21

Que peut-on dire sur la quantité de mvt angulaire?

Answer 21

• L = moment angulaire ou Quantité de moment angulaire
• Unité: kgm ² /s
• Un objet qui n’a pas de vitesse angulaire n’a pas de QMA
• Pour un objet multi-segmentaire comme le corps humain, la QMA autour d’un axe est la somme des moments angulaires de chacun des segments pris individuellement

Question 22

La première loi de Newton stipule qu’un corps maintient son état de repos tant qu’aucune force non contrebalancée n’agit sur lui. Quel lien peut-on faire avec la quantité de mouvement angulaire?

Answer 22

Une fois dans les airs, un projectile conserve son moment angulaire

***La force de gravité ne modifie pas la quantité de momentum angulaire d’un corps***

Conservation du moment angulaire: I₁W₁ = I₂W₂/ L₁= L₂

_{sI i diminue W devra COMPENSER en augmentant. Alors que L sera toujours linéaire}

Question 23

Vrai ou faux? L’impulsion angulaire correspond à la modification du moment angulaire.

Answer 23

Vrai. Plus le moment de force est grand et plus il est appliqué pendant une longue période de temps, plus la rotation engendrée sera rapide
donc si M ou t augmente, ω augmente aussi puisque I demeure habituellement constant.

• Impulsion linéaire:* F * t = m *Δ v
• Impulsion angulaire*: M * t = m *Δ v

Question 24

Que peut-on dire entre le moment angulaire, l’inertie et la vitesse angulaire en lien avec la conservation du moment angulaire?

Answer 24

Moment angulaire (L): Demeure constant

L’inertie (I): Part élevé, diminu, et fini élevé = en fonction du déplacement du rayon lors du mouvement

Vitesse angulaire (W): Par bas, s’élève et fini bas. En fonction de si on est proche ou loin de son centre de masse (accroupie = vite, élongé = ralentissement)