exam final Flashcards
levier et ses 4 composantes
levier=Un levier est une barre rigide en rotation autour d’un axe ou d’un pivot. Pour pouvoir le déplacer, une force est nécessaire.
4 composantes:
* Bras de levier (tige rigide mobile)
* Axe de rotation (point de pivot fixe)
* Force 1 qui s’oppose à la force 2 (exemple : force de la résistance)
* Force 2 (exemple: force motrice)
levier ds corps humain
. Os ou segment du corps = leviers
* Articulations = points pivots
* Force motrice = muscle
* Force externe = résistance (gravité / poids / etc.)
3 types leviers
Type 1 : Levier inter-appui:
-Favorise équilibre car 2 force appliqué même sens
-Rare ds corps humain
ex: ciseaux, 2 doigt se rapproche ou s’éloigne)
Type 2 : Levier inter-résistant:
-Favorise la force (avantage musculaire pour vaincre l’effet de la résistance)
-Très rare dans le corps humain
ex: barouette, force en haut pour lever et résist.=poids barouette
Type 3: Levier inter-moteur
1. Favorise la vitesse et l’amplitude de mouvement
2. Désavantage mécanique important
3. Très fréquent dans le corps humain (majorité)
ex: en kayak, force= pousse eau et résistance= eau
Avantage mécanique
Calcul:
Am=
Force de résistance/force musculaire= BF/BR (bras de levier force /bras levier résistance)
-L’avantage mécanique se définit comme le
rapport entre le bras de levier de la force sur
le bras de levier de la résistance
-Quand le bras de levier de la force est › à celui
de la résistance alors ratio› 1 (levier de type
inter-résistant)
Avantage cinétmaique
Calcul:
Ac=
Force Musculaire/Force de résistance= BR/BF
-L’avantage cinématique se définit comme le
rapport entre le bras de levier de la résistance
sur le bras de levier de la force
-Quand le bras de levier de la force est ‹ à celui de la résistance alors ratio› 1 (levier de type
inter-moteur
Impulsion linéaire (ex: plongeon)
Calcul= FxT (force x temps)
Unité =N.s (newton secondes)
-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
-L’impulsion dépend alors de deux facteurs : la force et le temps ou la durée de l’application de cette force
quantité de Mouvement linéaire (momentum)
Calcul=m·v
m = masse du corps (kg)
v = vélocité du corps (m/s)
Unité : kg.m/s
La quantité de mouvement peut augmenter:
-s’il y a une augmentation de la masse du corps (kg)
-s’il y a une augmentation de la vélocité linéaire du corps (m/s)
Relation entre l’impulsion linéaire et la
quantité de mouvement linéaire (momentum)
*ds calcul dire positif ou négatif
- Impulsion = variation de la quantité de mouvement = momentum
-F·t=m(v2-v1)
Où
m = masse du corps (kg)
v2 = vélocité finale (m/s)
v1 = vélocité initiale (m/s)
(voir p. 14 cours 3 avril)
Notion de moment d’inertie
-Si un objet est au repos et qu’aucune force externe n’agit sur lui, il reste au repos (1ère loi de Newton)
Principe de la conservation de la quantité de mouvement (linéaire)
-tout système où des corps
entrent en collision (2 corps ou plus), la quantité de mouvement totale dans n’importe quelle direction demeure constante en absence de toute force externe qui agit sur le corps
- Suite à une collision entre 2 objets, il y a une tendance pour les 2 objets de continuer à bouger dans la
direction du mouvement original de l’objet ayant le plus grand momentum.
-voir exemple p16-17 (cours 3 avril)
Équation moment d’inertie
ex: p.24 cahier notes
1) Dans le cas d’un système simple :
I = m x r2 (ex: une balle accrochée à une corde)
Unité : kg.m2
m = masse d’une particule
r = rayon de rotation de la particule
2)Dans le cas d’un corps complexe (ex: plusieurs segments du corps humain)
I = Σ m * k²
I = moment d’inertie
Σ = sommation
m = masse du corps
k = rayon de giration (distance entre la masse et l’axe de rotation)
Unité : kg.m2
*Donc, plus la masse et/ou le rayon de giration augmente, plus le moment d’inertie augmente (influenceurs)
Rayon de giration (k)
-Mesure de longueur représentant la distance entre un axe de rotation et un point où l’ensemble de la masse de l’objet pourrait se concentrer pour produire la même résistance au mouvement
angulaire que l’objet original
Théorème des axes parallèles
-Permet de calculer le moment d’inertie d’un corps entier ou d’un segment par rapport à un axe autre que le centre de masse (CM)
-Calcul: (exemple p.22 5 avril)
Io = Icm + md2
Icm = Inertie du centre de masse
m = masse de l’objet
d = distance entre le centre de masse et l’axe de rotation
Notion de moment angulaire (ou moment
cinétique)
-La quantité de moment angulaire (ou moment cinétique) permet de décrire l’état général de rotation d’un corps
-Moment angulaire (L) = I (moment d’inertie) * ω (vitesse angulaire) en radian/s
* Unité = kg.m2/s
** Ce moment demeure constant dans les contextes où il y a absence momentanément de moment
de force externe qui agit sur ce corps
Principe d’action-réaction appliqué au
mouvement angulaire
Tout corps A exerçant un moment de force
(couple) sur un corps B subit de la part de celui- ci un moment de force (couple) d’intensité égale de même direction, mais de sens opposé.
Travail
Le travail est exprimé en Joules.
*doit avoir une force et une distance
-Le travail nous permettra de quantifier l’effet d’une force pour un déplacement donné
- Calcul:
W= Fxd
W : Travail [J]
F : Grandeur de la force [N]
d : Grandeur du déplacement [m]
*Ce n’est pas une quantité directement observable, seuls les effets sont apparents.
(Déplacement, déformation, production de chaleur)
Travail linéaire & angulaire
-Travail linéaire
Force (F) appliquée sur une distance (d)
W = Fd (pour une force rectiligne)
-Travail angulaire
Moment (M) appliqué pour un déplacement angulaire ()
(M = F*d)
Travail (net ou total)
-le travail net est la somme des travaux
individuels
-Sommation des travaux
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
Types de travail(2)
Travail interne
* Réalisé par le système musculaire
* Permet de déplacer des segments
Travail externe
* Force externe
* Permet de déplacer des objets
Travail (positif ou négatif)
-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
Puissance
-La puissance est donc la rapidité à laquelle le travail est effectué.
-P = W/t (travail/temps)
unité=watts
(ex p. 22 10 avril)
Énergie
-L’énergie est la capacité à effectuer un travail
-L’énergie mécanique est la capacité à effectuer un travail mécanique
-2 formes d’énergie mécanique:
* Énergie potentielle (Ep)
* Énergie cinétique (Ec)
Énergie potentielle (hauteur)
- Une masse qui a été éloignée de la surface de la terre a emmagasiné de l’énergie que l’on appelle
«énergie potentielle gravitationnelle»
-Calcul:
E =mgh
m = masse
g = gravité
h = hauteur de l’objet
par rapport au sol
Énergie potentielle de déformation ou
élastique
De nombreux objets, en se déformant, accumulent une énergie de déformation qu’ils sont capables de restituer
-Calcul=
Éélast= 1/2k x x2
k = constante élastique, rigidité d’un matériau, capacité à emmagasiner de l’énergie lors d’une
déformation (N/m)
x = déformation de l’objet (m)
Énergie cinétique (énergie du mouvement, 1 corps possède de l’énergie cinétique seulement qd il est en mouv.)
-Calcul:
Ec= 1/2m x v2
Unité: Joule (J)
m: masse (kg)
v: vitesse (m/s
-* Une augmentation de la vitesse d’un corps amène une augmentation exponentielle de l’énergie
cinétique
Conservation de l’énergie
(application 1 p.32, voir cahier notes)
-Quand la gravité est la seule force externe à être appliquée sur un objet, l’énergie mécanique de cet objet demeure constante
-Etot= Epot + Ecinét
-Par le principe de conservation de l’énergie, si de l’énergie mécanique disparaît, elle doit
apparaître sous une autre forme.
Cinématique linéaire
Étude des valeurs descriptives du mouvement des corps
- distance
- déplacement
- vitesse
- vélocité
- accélération
Notions de vitesse et de vélocité
Vitesse moyenne
- La vitesse (v) représente la rapidité du
déplacement
Déplacement ou changement de position en fonction du temps
Vélocité moyenne (a une orientation)
Vélocité moyenne en x et en y
Unité de mesure : mètre (m/s)
Notion d’accélération
Permet d’exprimer la relation entre la vitesse et le temps.
* L’accélération est une valeur vectorielle qui peut être positive ou négative
Cinématique angulaire
- Décrit le mouvement angulaire :
- distance angulaire
- déplacement angulaire
- vélocité angulaire
- accélération angulaire
Angle absolu
Angle segmentaire: évaluer angle mouvement par rapport à l’horizontale
Angle relatif
Angle articulaire: angle formé entre 2 segment
Moment angulaire (p.27, 14b)
Lors d’un mouvement angulaire :
-Le déplacement angulaire décrit par un point proche d’un axe de rotation est le même qu’un point plus éloigné de cet axe
-Toutefois, la trajectoire linéaire (d) diffère
entre les deux points : elle a une plus petite
amplitude pour le point le plus proche de
l’axe de rotation
