Cours 4

Question 1

Qu’est-ce qu’une force?

Answer 1

Ce concept permet de définir les contraintes mécaniques appliquées sur un corps. La force est ce qui modifie ou tend à modifier le mouvement (accélérer, ralentir, changer de direction) ou le corps lui-même (déformer).

• Une force pousse ou tire
• Une force est générée ou subite par un corps/objet
• Une force accélère (ou décélère) un objet dans le cas d’un corps rigide
• Une force déforme un objet dans le cas d’un corps non rigide

Question 2

Qu’est-ce qu’une force interne?

Answer 2

• Forces qui agissent à l’intérieur d’un objet (corps)
• Spécifiquement, en biomécanique, elles correspondent aux forces exercées par les muscles et autres structures
• On étudie l’action des forces sur les muscles, les os, les tendons , les ligaments, etc.
• Ex : La force de compression au niveau du plateau tibial lors d’une réception d’un saut

Question 3

Qu’est-ce qu’une force externe?

Answer 3

• Forces qui proviennent de l’interaction entre un objet (un corps) et son environnement
• Spécifiquement, en biomécanique, les forces externes englobent toutes les forces d’interface entre le corps humain et son environnement.
• Deux types peuvent être distinguées : de contact ou d’attraction • Ex : force gravitationnelle, force de frottement au sol

Question 4

Qu’est-ce qu’une force d’attraction?

Answer 4

• Force induite par l’attraction de deux objets sans contact. (force externe)
• Ex:force gravitationnelle

Question 5

Qu’est-ce qu’une force de contact?

Answer 5

• Force induite par contact entre deux objets. (force externe ou interne)
• Soit un objet fixe et un objet en mouvement
ou
• Deux objets en mouvement
• Ex : Botté au soccer, tension musculaire

Question 6

Qu’est-ce que la loi de l’attraction universelle?

Answer 6

Définition : Deux corps possédant une masse exercent une force d’attraction l’un sur l’autre.

• Proportionnel aux masses des deux corps
• Inversement proportionnel à la distance qui les sépare
Exemple le plus connu : force gravitationnelle!!
Chaque objet exerce une force d’attraction sur un autre objet
Ex : le livre exerce une force d’attraction sur l’enseignant et vice-versa

Question 7

Qu’est-ce que la force gravitationnelle?

Answer 7

• Représentée par l’attraction exercée par la terre sur les objets
• La raison pourquoi nous devons déployer un effort pour se lever d’une chaise
• La raison pourquoi nous devons déployer un effort pour se lever d’une chaise
• Chaque objet exerce aussi une force d’attraction sur la
terre
• Plus la masse d’un corps est importante (par rapport à l’autre) plus la force d’attraction exercée sera grande (et l’accélération causée par cette force)

Question 8

Qu’est-ce qu’une masse?

Answer 8

Elle représente la quantité totale de matière présente dans un corps
Elle est indépendante de l’endroit où on se trouve dans le système solaire
Propriété mathématique: Scalaire
Unité: Kg

Question 9

Qu’est-ce qu’un poids?

Answer 9

Elle représente l’effet de la force gravitationnelle sur le corps
Le poids est toujours proportionnel à la masse F = ma = mg
Propriété mathématique: Vectorielle
Unité: Newton

Question 10

Qu’est-ce que l’accélération gravitationnelle?

Answer 10

• À la surface de la terre: g = 9.81 m/s2 vers le centre de la terre (vers le bas)
• En biomécanique, considérée comme constante peu importe la masse de l’objet puisque négligeable en comparaison avec la masse de la terre
• C’est pourquoi deux objets de masse différente lâcher de la même hauteur arriveront au sol en même temps (EN L’ABSENCE DE RÉSISTENCE DE L’AIR)

Question 11

Qu’est-ce qui nous empêche de se diriger vers le centre de la terre?

Answer 11

Le sol

Question 12

Qu’est-ce qui demeure inchangé dans l’accélération gravitationnelle?

Answer 12

Masse du corps et puissance musculaire

Question 13

Quelle est la 1ere lois de Newton?

Answer 13

Tout corps persévère dans l’état de repos (1) ou de mouvement uniforme (2) en ligne droite dans lequel il se trouve, à moins qu’une force n’agisse sur lui, et ne le contraigne à changer d’état

Mouvement uniforme: vitesse constante a=0
En ligne droite = pas de changement de sens ou de direction

Question 14

Avec le 1e loi de Newton, que peut-on conclure?

Answer 14

1) Un corps au repos demeure au repos (statique) tant et aussi longtemps qu’aucune force externe non contrebalancée n’agit sur lui.
2) Si un objet est en mouvement (rectiligne uniforme), et qu’aucune force non contre- balancée n’agit sur lui, il reste en mouvement à vitesse constante sur une trajectoire rectiligne
En y
Poids=mg= -70N Fr = 70N

Question 15

Si les forces sont contrebalancées (équilibrées) que se passe t-il?

Answer 15

Le corps demeure immobile ou continue de se déplacer à vitesse constante

Question 16

Quelle est la 2e loi de Newton?

Answer 16

Principe fondamentale de la dynamique
La modification du mouvement induite par l’action d’une force sur un corps se produit dans la direction de cette force. Cette accélération est proportionnelle à la force nette qu’il subit et inversement proportionnelle à la masse du corps

La modification du mouvement correspond à une accélération (ou décélération) en x, en y ou combinaison. La force nette externe n’est pas nulle.

Question 17

Quelle est la 3e loi de Newton?

Answer 17

Principe des actions réciproques
Tout corps A exerçant une force sur un corps B subit une force d’intensité égale, de même direction mais de sens opposé, exercée par le corps B.
À toute action, il y a réaction
3e loi s’applique aux forces et aux moments

Question 18

Qu’est-ce qu’un état d’équilibre?

Answer 18

• Si un corps est en équilibre, cela suppose que l’ensemble des forces appliquées sur celui-ci possèdent un équivalent opposé (même ligne d’action (orientation) et sens opposé) de même grandeur
• Ce constat est applicable dans les 3 axes

Question 19

Comment s’appelle la force dans la composante verticale

Answer 19

Force normale

Question 20

Comment s’appelle la force dans la composante horizontale?

Answer 20

Force de frottement

Question 21

Comment varie la force normale dans un plan incliné?

Answer 21

Plus petite que la force déployée en y

Question 22

Qu’est-ce que la force de frottement?

Answer 22

Correspond à la force qui freine le
mouvement quoi qu’elle permet d’appliquer une résistance pouvant le favoriser
Elle est toujours parallèle à la surface de contact
Elle est toujours dans le sens opposée à la résultante des forces (donc dans le même sens que la force de réaction)

Peu importe les surfaces de contact, il y a toujours une force de frottement

Question 23

Qu’est-ce qu’un frottement sec
visqueux
statique?

Answer 23

Sec: Force de frottement qui agit entre deux corps rigides non lubrifiés
• Le frottement provient de l’interaction des molécules des deux surfaces

Visqueux (fluide): Force de frottement entre deux fluides
ou entre deux surfaces lubrifiées • Non étudié dans le cadre du cours

Statique: Force de frottement entre deux surfaces immobiles
- Frottement dynamique = force de frottement entre deux surface en contact qui bougent l’une par rapport à l’autre

Question 24

Comment définit-on le frottement limite?

Answer 24

On définit le frottement limite comme étant la force de frottement maximale (Fmax) qui est développée juste avant qu’il y ait mouvement entre les deux surfaces en contact.
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Question 25

Expliquer le résumé les forces de réaction

• Frottement et force normale
• Frottement et aire de surface
• Frottement et matériaux en contact
• Frottement dynamique vs statique

Answer 25

Frottement et force normale
• frottement est proportionnel et perpendiculaire à force normale 
Frottement et aire de surface
• aucune influence
Frottement et matériaux en contact
• influence le coefficient de frottement
Frottement dynamique vs statique
• dynamique plus petit que statique limite

Question 26

Quelles sont les types de forces internes?

Answer 26

• Force de frottement interne
• Force de traction interne : actif, passive
• Force de compression interne
• Force de cisaillement
• Force de torsion

Question 27

Qu’est-ce qu’une force interne active?

La force est exercée à l’origine ou à l’insertion du muscle?

Answer 27

Représentation mécanique - vecteur ou ligne
d’action dont la base sort du segment analysé
Ex: tension qu’un muscle exerce sur un tendon qui a son tour exerce une tension sur l’attache osseuse

Insertion vers l’origine

Question 28

Qu’est-ce qu’une force externe passive?

Answer 28

Ligament : structure extensible qui agit pour la protection de
l’intégrité d’une articulation
Tension qui augmente dans les ligaments avec le niveau d’étirement lié à l’éloignement entre deux pièces osseuses
Les aponévroses et fascias en sont d’autres exemples

Question 29

Quel type de force exercent les muscles?

Answer 29

Traction active

Question 30

Quel type de force subissent les ligaments?

Answer 30

Traction passive

Question 31

Quels type de force pourrait engendrer une fracture d’un os long comme l’Humérus?

Answer 31

Traction: Muscle ou ligament
Compression: Coup de bras
Torsion:
Cisaillement: Contact simultané antérieur et postérieur d’un os long

Question 32

Que doit-on faire pour prévenir les blessures et la diminution des contraintes tissulaires?

Answer 32

• Analyser les tâches et les postures pour optimiser la répartition des forces internes
• Développer des accessoires, outils, équipement de protection

Question 33

Les forces internes peuvent faire quoi?

Answer 33

Créer le mouvement articulaire

Causer des blessures

Question 34

La relation entre les forces internes et externes permettent quoi?

Answer 34

• Permet de maintenir ou modifier l’état d’équilibre
• Permet le déplacement du corps dans l’espace
• Peut causer des blessures