Momentum, impulsion, énergie, travail et puissances mécaniques Flashcards

1
Q

Formule de la loi d’accélération

A

F = m* a

F = force (N ou kg *m/s2)
m = masse (kg)
a= accélération (m/s2)

L’accélération d’un objet est directement
proportionnelle à la force qui lui est exercée et
inversement proportionnelle à sa masse.

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2
Q

Votre patient doit pousser de lourdes caisses (75 kg) au
travail. Il a le choix d’utiliser un chariot pour pousser la
caisse, mais votre patient trouve que c’est une perte de
temps.
a) Représentez les forces qui agissent sur la caisse dans
les deux cas.
b) Si le coefficient de friction statique de la caisse sur le
sol est de 0,40, quelle est la force minimale que le
patient doit fournir pour réussir à mettre la caisse en
mouvement ? (pour trouver la F de friction il faut
multiplier le poids de la caisse par le coefficient)

A
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3
Q

Loi de l’accélération angulaire

A

T = I x a
T = m x r2 x a
F = m x r x a

où T = moment de force (N*m)
m = masse (kg)
a = accélération angulaire (deg/s2
r = rayon (m)

Lors d’un mouvement angulaire, l’accélération d’un
objet est également inversement proportionnelle
au rayon entre le point d’application de la force et le
point de rotation.

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4
Q

Vous appliquez un moment de force de 200 Nm au
membre inférieur d’un patient pour le mobiliser en
abduction alors que sa jambe repose sur une plateforme
sans friction. Sachant que le patient pèse 130 kg et mesure
1m70, quelle est l’accélération du membre inférieur ?
a) Quelle est la masse du membre inférieur ?
b) Quelle est la longueur du membre inférieur ?
c) Quel est le vecteur d’accélération angulaire ?
d) Qu’arrive-t-il sur les forces agissant sur le membre
inférieur si le patient est en décubitus latéral?

A
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5
Q

Loi de réaction

A

Pour chaque force (ou moment
de force) exercée, il y a une
réaction égale et opposée qui
est produite.

Bien que les forces soient
égales, elles agissent sur des
systèmes différents !

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6
Q

Ce qui propulse un coureur ce n’est pas
la force qu’il applique au sol, mais

A

la force de réaction du sol sur le corps.

– Puisque la masse du corps est moindre
que celle du sol et que le sol est très
raide, la force est transmise sous
forme d’impulsion très rapide ce qui
entraîne une accélération importante.

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7
Q

c’est quoi le momentum

  • Plus le momentum est élevé, plus il faudra un momentum
A

Le momentum représente la quantité de mouvement d’un
objet

  • élevé dans une autre direction pour induire un changement
    dans le mouvement.

Le momentum est un vecteur

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8
Q

deux formules du momentum

A

Momentum linéaire (p) = m v (kgm/s)
Momentum angulaire (L) = mr2 w (kgm2θ/s)

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9
Q

Lorsque deux objets rentrent en collision, leur momentum
s’additionnent en tenant compte des directions.

les formules

A

Si p1 = m1v1 et p2= m2v2
Alors p1+2 = m1v1 + m2v2

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10
Q

Il est donc possible d’augmenter le
momentum d’un ballon dans le cadre
d’exercices soit

A

en augmentant la masse
du ballon ou en augmentant sa vitesse

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11
Q

c’est quoi l’Impulsion

A

Effet de la force agissant sur une durée de temps ce qui résulte en
une quantité de mouvement transmise à un objet

J = F * t
J = N * s (Dans un contexte de
mouvement angulaire,
l’impulsion sera le moment
de force multiplié par le
temps)

où F = force
t = temps (s)

La durée d’application de
la force affecte la quantité
de mouvement transmise
à un autre objet.

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12
Q

l’impulsion est en fait … d’un diagramme de la .. en fct du ..

A

aire sous la
courbe de la force en
fonction du temps.

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13
Q

formule taux d,application

A

taux d’application de la force (N/s) = force appliquée - force mise en tension /(divisé) durée de l’impulsion

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14
Q

L’impulsion pourra être augmentée en :

A

↑ la force appliquée ou en ↑ le temps
d’application

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15
Q

est-ce que la manipulation et la mobilisation peuvent résulter en la emme impulsion ottale??

A

La manipulation (impulsion de courte
durée) et la mobilisation (impulsion de
longue durée.. jusqu’à 1 ou 2 secs)
peuvent ainsi résulter en la même
impulsion totale

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16
Q

quel est la Relation impulsion-momentum

A

Puisque l’impulsion entraîne
une variation dans la quantité
de mouvement, il y a donc une
relation entre l’impulsion et le
momentum. Cette relation
peut se décrire par une
équation

J = Δp
F t = m Δ v

Il est donc possible de faire varier
la quantité de mouvement d’un
objet (son momentum) soit en
modifiant la force qui lui est
appliquée ou la durée
d’application de la force. Puisque
la masse est constante, ce sera la
vitesse qui sera modifiée.

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17
Q

La durée du contact lors des sports
de frappe (baseball, golf, tennis, etc.)
est très courte (quelques
millisecondes), mais la petite masse
de la balle fait en sorte que la force
appliquée par le joueur induit un

A

grand changement de momentum

  • donc L’application sur une plus grande durée permet d’accroître le
    momentum d’un objet.
    Ou
    Permet d’absorber graduellement le momentum d’un objet
    pour l’amener à zéro.
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18
Q

Pour minimiser l’impact
d’une grande force sur le
corps / articulations, le
contact s’effectuera avec les
articulations ..

A

en extension
(non maximale toutefois).

et L’articulation est alors
fléchie afin d’augmenter le
temps d’application.

meme chose avec le joeurue de baseball qui flechit son coude pour absorber et L’impulsion sera alors appliquée
sur une plus longue durée ce qui
réduira le risque de blessure.

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19
Q

C’est quoi l’énergie mécanique (joules)

A

Se définit comme étant la capacité d’un corps/objet à effectuer un
travail.

S’exprime en Joule (kg*m2/s2). 1 Joule = 0.74 pied livre

Scalaire car représente une capacité à effectuer un travail qui peut
être transférée dans n’importe quelle direction

20
Q

schéma de l’énergie mécanique

21
Q

c’est quoi l’énergie cinétique (KE)

A

Énergie que possède un corps en mouvement et est liée
à la vitesse de ce corps.

Translationnelle (t) c’est-à-dire linéaire

KEt = ½mv2

v est la vitesse (m/s)
m est la masse (kg)

alors c’est la vitezse qui a ppus d’impact sur l’énergie cinétique

22
Q

comparaison entre énergie cinétique et momentum (photo)

23
Q

Énergie cinétique angulaire (KEa)

A

KEa = ½Iω2
où ω est la vitesse angulaire
I est le moment d’inertie

I = m*r2

KEa = ½mr2*ω

24
Q

FAIT JUSTE LIRE (PAS DE RÉPONSE)

L’énergie cinétique des membres
supérieurs d’un clinicien effectuant
une manipulation vertébrale est
plus élevée que lors d’une
mobilisation vertébrale.
La manipulation vertébrale
présente donc un potentiel de
travail mécanique plus important

25
L’énergie peut ainsi passer d’une énergie cinétique à une ou l’autre (ou un mélange) des énergies potentielles. Une portion de l’énergie peut également être transformée en une énergie non utile d’un point de vue mécanique (perte) (2)
qu'une énergie sonore ou thermique.
26
c'est quoi l'énergie potentielle
Une énergie potentielle constitue un « réservoir » pour une énergie de mouvement.
27
quelles sont les deuc formes de l'énergie potentielle
L’énergie potentielle prendra soit la forme de l’énergie dite de pesanteur ou élastique. Cette forme d’énergie a le « potentiel » d’être transformée en énergie cinétique !
28
c'est quoi l'énergie potentielle de pensanteur
Énergie provenant de la masse d’un objet en vertu de sa position relative par rapport à la surface de la Terre. PEp= mgh où m est la masse (kg) g est l’accélération gravitationnelle (9,8 m/s2) h est la hauteur (m)
29
c'est quoi Énergie potentielle élastique
Énergie contenue dans un corps lorsqu’une forme externe le déforme et qu’il a tendance à reprendre sa forme initiale. PEE = ½ k*I2 où k est le coefficient de raideur du corps déformé. I est la longueur de la déformation. Plus k est élevé, plus le corps agit comme un solide et plus il emmagasinera de l’énergie. Un élastique « raide » emmagasine plus d’énergie qu’un élastique « mou » pour un même étirement.
30
si la capacité a emmagasinné de l'énergie élastique est élevé plis se sera difficle ou facile de tirer sur la corde??
plus sera difficle de tirer la corde
31
un valeur de 1 signigife quoi??
Du béton aura un k très élevé (près de 1). Une valeur de 1 signifie qu’à la moindre déformation, le corps voudra reprendre sa forme et donc « renvoyer » l’énergie à ce qui l’a déformé. Ex. Si un oeuf tombe sur le sol, le sol lui retourne l’énergie élastique potentielle très rapidement. Cette énergie est retransmise à l’oeuf sous la forme d’une force de réaction sur un intervalle de temps très court ce qui dépasse la capacité de déformation de l’oeuf et le casse.
32
si K est petit sa fait quoi??
Lorsque le k est petit, l’objet se déformera grandement avant de retourner à sa forme initiale. L’objet aura tendance à rester déformé (un élastique « mou » ). Ex. Si l’oeuf atterrit sur un coussin, celui-ci se déforme puisqu’il a un k très faible (près de 0). La force de réaction vers l’oeuf se répartit sur une plus longue période donc l’oeuf ne se casse pas.
33
c'est quoi le systemem tendon muscle et quoi de spéciale
Par sa composante élastique, le système tendon-muscle emmagasine de l’énergie potentielle élastique qui est ensuite convertie en énergie cinétique (force-mouvement). Lors d’un mouvement, il y a ainsi de l’énergie élastique d’emmagasinée dans les tendons qui se font étirés. (execrice de plyométrique tres bon pour cela)
34
l'Exercices plyométriques utilise quoi comme principe??
Utilise le principe de trasnfert d'énergie potentielle élastique en énergie cinétique.
35
Entraînement plyométrique résulte en une: (2)
↑ de la tolérance aux forces excentriques élevées ↑ de la capacité de transfert de l’énergie de la phase excentrique à la phase concentrique
36
alros quel est la formule de l'énergie de conservation
Énergie mécanique totale= = énergie cinétique + énergie potentielle de pesanteur + énergie potentielle élastique. Si une forme d’énergie diminue, une autre forme augmente.
37
Lors des mouvements, il y a constamment un passage d’énergie cinétique en énergie élastique et vice versa. Cette transformation est associée à une « perte ». Cela fait en sorte que le comportement lors de l’étirement d’un tissue sera différent que lors de son relâchement.
38
c'est quoi le travail mécanique
Toute énergie mécanique a le potentiel d’effectuer un travail mécanique. W = F * d = N * m = Joule où F est la force d est le déplacement 2 vecteru ensemble donne un scalaire
39
cest quoi la différence netre le travial mécanique interne et externe
Interne : travail réalisé par le système musculaire pour déplacer les segments. Externe : travail réalisé par l’humain sur un objet externe ou sur une autre personne ou un autre segment
40
c'est quoi la relation entre le travail et l'énergie
Le travail mécanique réalisé = Transfert d’énergie lié à un déplacement W = ΔE Où W = travail (Joule) ΔE = variation d’énergie (cinétique ou potentielle) (Joule) Selon la loi de la conservation de l’énergie, l’énergie n’est pas créée ni perdue, elle est transformée. Ainsi, l’énergie utilisée pour réaliser un travail est donc le résultat du transfert d’énergie d’un objet à l’autre (ou de l’humain à un objet).
41
c'est quoi la puissance mécanique
Lorsqu’un travail s’effectue, il sera réalisé avec une puissance mécanique plus ou moins grande. Une plus grande puissance mécanique est nécessaire pour une même quantité de travail lorsqu’elle est réalisée sur un plus petit laps de temps.
42
la puissance mécanique est donc l'interprétation de quoi?
Du travail en fonction du temps P = W/ t = jOules /s = Watts où W est le travail mécanique (Joules) t est le temps (s) Ou P = (F*d) /t = F * v où F est la force exercée sur l’objet v est la vitesse de déplacement de l’objet
43
Si le travail est réalisé en peu de temps (ou si la force est appliquée avec une grande vitesse) la puissance va etre petite ou grande
Ainsi, si le travail est réalisé en peu de temps (ou si la force est appliquée avec une plus grande vitesse), la puissance mécanique sera plus grande. La puissance mécanique est donc directement proportionnelle à la quantité de travail, à la vitesse auquel il est réalisé et au déplacement de l’objet. La puissance est également inversement proportionnelle à la durée du travail.
44
Puissance mécanique et exercices Exercices développant une puissance mécanique élevée = Exercices de type explosif Pour atteindre une puissance mécanique élevée : ...
* La force sera élevée : Exercices monoarticulaires = 30 à 45 % de la force maximale Exercices multiarticulaires = 70 % de la force maximale * La fréquence d’exécution sera élevée
45
Alors en bref la puissance mécanique est (3)
Puissance mécanique Attention !  Grande vitesse et grande force  Moins de contrôle sur le mouvement  Risque de blessure plus élev