exam final

Question 1

levier et ses 4 composantes

Answer 1

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)

Question 2

levier ds corps humain

Answer 2

. Os ou segment du corps = leviers
* Articulations = points pivots
* Force motrice = muscle
* Force externe = résistance (gravité / poids / etc.)

Question 3

3 types leviers

Answer 3

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

Question 4

Avantage mécanique

Answer 4

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)

Question 5

Avantage cinétmaique

Answer 5

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

Question 6

Impulsion linéaire (ex: plongeon)
Calcul= FxT (force x temps)
Unité =N.s (newton secondes)

Answer 6

-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

Question 7

quantité de Mouvement linéaire (momentum)
Calcul=m·v
m = masse du corps (kg)
v = vélocité du corps (m/s)
Unité : kg.m/s

Answer 7

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)

Question 8

Relation entre l’impulsion linéaire et la
quantité de mouvement linéaire (momentum)
*ds calcul dire positif ou négatif

Answer 8

• 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)

Question 9

Notion de moment d’inertie

Answer 9

-Si un objet est au repos et qu’aucune force externe n’agit sur lui, il reste au repos (1ère loi de Newton)

Question 10

Principe de la conservation de la quantité de mouvement (linéaire)

Answer 10

-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)

Question 11

Équation moment d’inertie
ex: p.24 cahier notes

Answer 11

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)

Question 12

Rayon de giration (k)

Answer 12

-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

Question 13

Théorème des axes parallèles

Answer 13

-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

Question 14

Notion de moment angulaire (ou moment
cinétique)

Answer 14

-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

Question 15

Principe d’action-réaction appliqué au
mouvement angulaire

Answer 15

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.

Question 16

Travail
Le travail est exprimé en Joules.
*doit avoir une force et une distance

Answer 16

-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)

Question 17

Travail linéaire & angulaire

Answer 17

-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)

Question 18

Travail (net ou total)

Answer 18

-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

Question 19

Types de travail(2)

Answer 19

Travail interne
* Réalisé par le système musculaire
* Permet de déplacer des segments

Travail externe
* Force externe
* Permet de déplacer des objets

Question 20

Travail (positif ou négatif)

Answer 20

-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

Question 21

Puissance

Answer 21

-La puissance est donc la rapidité à laquelle le travail est effectué.

-P = W/t (travail/temps)
unité=watts
(ex p. 22 10 avril)

Question 22

Énergie

Answer 22

-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)

Question 23

Énergie potentielle (hauteur)

Answer 23

• 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

Question 24

Énergie potentielle de déformation ou
élastique

Answer 24

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)

Question 25

Énergie cinétique (énergie du mouvement, 1 corps possède de l’énergie cinétique seulement qd il est en mouv.)

Answer 25

-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

Question 26

Conservation de l’énergie

(application 1 p.32, voir cahier notes)

Answer 26

-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.

Question 27

Cinématique linéaire

Answer 27

Étude des valeurs descriptives du mouvement des corps
- distance
- déplacement
- vitesse
- vélocité
- accélération

Question 28

Notions de vitesse et de vélocité

Answer 28

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)

Question 29

Notion d’accélération

Answer 29

Permet d’exprimer la relation entre la vitesse et le temps.
* L’accélération est une valeur vectorielle qui peut être positive ou négative

Question 30

Cinématique angulaire

Answer 30

• Décrit le mouvement angulaire :
• distance angulaire
• déplacement angulaire
• vélocité angulaire
• accélération angulaire

Question 31

Angle absolu

Answer 31

Angle segmentaire: évaluer angle mouvement par rapport à l’horizontale

Question 32

Angle relatif

Answer 32

Angle articulaire: angle formé entre 2 segment

Question 33

Moment angulaire (p.27, 14b)

Answer 33

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