Cours 13: Travail, puissance et énergie Flashcards
Définir le travail.
- L’impulsion nous a permis de quantifier l’effet d’une force en fonction du temps. → Le travail nous permettra de quantifier l’effet d’une force pour un déplacement donné
- Le corps humain et plus particulièrement les muscles possèdent la capacité de
- transformer l’énergie chimique en travail mécanique
- Le travail peut être défini dans un système linéaire comme étant le produit de la force par le déplacement rectiligne de la masse
- Dans le cas d’un système angulaire, le travail correspondra au produit du moment de force par le déplacement angulaire de la masse
Le travail effectué par une force constante dont le point d’application subit un
déplacement est défini par? (FORMULE)
W = F * d
W : Travail [J] → Le travail est exprimé en Joules.
F : Grandeur de la force [N]
d : Grandeur du déplacement [m]
**W en joules***: Ce n’est pas une quantité directement observable, seuls les effets sont apparents. (Déplacement, déformation, production de chaleur)
Quel est la différence entre le travail linéaire et le travail angulaire?
Travail linéaire
- Force (F) appliquée sur une distance (d)
- W = Fd (pour une force rectiligne
- Unité: Joule 1 J = 1 Nm
Travail angulaire
- Moment (M) appliqué pour un déplacement angulaire
- W = M Ɵ
- (M = F*d)
- Unité : Joule 1 J = 1 Nm
- Ɵ est en radian
Peu importe si c’est un travail linéaire ou angulaire, l’unité de mesure demeure le joule
Quadvient-il lorsque la force n’est pas parallèle au déplacement?
Le travail dépend de l’angle que forme la force et le vecteur déplacement.
W = F * d
W = F * d * cos Ɵ
Ɵ entre la force et le déplacement observé
Vrai ou faux? La force doit être parallèle au déplacement pour utiliser f x d sans prendre en compte cos de l’angle.
Vrai
Dans quel moment le travail est dit “nul”?
- Il n’y a pas de déplacement (exemple: tenir une boite immobile)
- La force et le déplacement sont perpendiculaires entre eux (cos 90 °°=0)
- Si on déplace le bloc horizontalement, la force gravitationnelle n’effectue
- pas de travail
*** Le travail ne donne aucune information sur le temps, la vitesse ou l’accélération, mais n’en nécessite aucune non plus***
Dans quel moment le travail est dit “net ou total*?
- Lorsque plusieurs forces s’appliquent sur un corps, le travail net est la somme des travaux individuels
- W = F 1 * d + F2 * d + … =W1 +W2 + … ⇾ W net effectué par N force = Somme Wi
Dans un travail net/total, qu’est-ce qui différence si un travail est positif ou négatif?
- Le travail effectué par une force est positif lorsque la force est orientée dans la direction du déplacement
- Le travail effectué par une force est négatif lorsque la force est orientée dans le sens contraire du déplacement
- Exemple : Lorsqu’un homme soulève une boîte, il effectue un travail positif et la « gravité » un travail négatif. C’est le contraire si la boite est abaissée
Quels sont les types (2) de travail?
- Travail interne
- Réaliser par le système musculaire
- Permet de déplacer des segments
- Travail externe
- Force externe
- Permet de déplacer des objets
Comment différencie-t-on un travail positif ou négatif lors d’une contraction musculaire concentrique vs excentrique?
Une contraction musculaire concentrique effectue un travail positif. Le muscle se raccourcit.
- Exemple : Poussée verticale lors d’un saut
- Pédalage en vélo
Une contraction musculaire excentrique effectue un travail négatif. Le muscle s’allonge.
- Exemple : Réception d’un saut
- Descente d’escaliers
Quel lien peut-on faire avec la contraction isométrique et le travail?
- Contraction musculaire isométrique : lorsqu’il n’y a pas de déplacement (statique)
- Une force ne produit pas de travail à moins que l’objet sur lequel elle est
- appliquée se déplace en raison de cette force
- La contraction isométrique et travail ne produit aucun travail même si elle requiert de l’énergie chimique pour maintenir la contraction
Nommez quelques exemples d’application de travail.
Ergomètre
- Ergon ⇾Travail/ Metron ⇾ Mesure
- Permet de mesurer le travail humain
- 2 principaux types: Bicyclette ou rameur
- Ces appareils sont calibrés pour procurer une résistance ou un moment de force spécifique pendant que la personne effectue une activité
- Pour calculer le travail, on doit connaître la résistance et le nombre de révolutions effectuées
- W = M * Ɵ (Le travail représente l’aire sous a courbe d’un graphique M vs Ɵ, donc le déplacement que l’objet a fait)
- Appareil cinétique: Mouvement reste constant peu importe le changement d’orientation (Levier constant et vitesse angulaire constante qui est prédéfinie)
Qu’est-ce que la puissance?
- Dans certains contextes, ce n’est pas toujours la quantité de travail effectué qui nous intéresse.
- Il faut parfois tenir compte du temps nécessaire pour qu’une quantité de travail soit effectuée.
- La puissance est donc la rapidité à laquelle le travail est effectué.
- P = travail / temps (exprimée en watts (W) ou en joule/seconde (J/s)
- Donc…
- P= travail/ temps = F*d/ teps = F * v
Et si on souhaite mesurer la puissance d’un mouvement
comme la flexion du genou, que devons nous utiliser?
Puissance d’un moment: P = F * v P = M * α
Qu’arrive-t-il à la puissance si la contraction musculaire est une
contraction isométrique?
Il y aura des variations selon les articulations
- Absorption = négatif
- Poussé = propulsion = développement de puissance positive
