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Exercises Leviers et 2 ième condition déquilibre.

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1 Exercises Leviers et 2 ième condition déquilibre

2 Levier Exemple 1 : L'haltérophile québécoise Maryse Turcotte peut soulever, à l'arraché, une masse de 87,5 kg. En fournissant la même force, quelle masse est-elle capable de soulever à l'aide d'une brouette dont le centre de la cuve se situe à 60 cm de centre de la roue et dont les brancards ont une longueur de 140 cm (du centre de la roue à leur extrémité)? LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory

3 Exemple 1 Données LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory

4 Levier Résolution LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory

5 Levier Résolution Elle soulèverait donc 3 fois et demi sa propore masse. LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory

6 Levier Exemple 2. Quel est le gain/avantage mécanique de l'avant-bras si la distance entre l'articulation du coude et le « point d'ancrage » du tendon du biceps est de 3 cm et si la longueur de l'avant-bras, de l'articulation au centre de la main, est de 30 cm? LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory

7 Levier Résolution: GM = AM LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory

8 Poulie La poulie ressemble à la roue, mais elle est pourvue sur son pourtour d'un creux (la gorge) dans lequel on peut passer une corde ou un câble. LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory

9 Exemple Exemple 3. Josée emménage aujourd'hui dans son premier appartement, situé au dernier étage de son immeuble. Comme elle ne veut pas monter son réfrigérateur par l'escalier en colimaçon, elle installe sur le bord du toit une poulie sans friction. Elle passe dans cette poulie une corde qu'elle attache à son réfrigérateur. Avec quelle force Josée et ses amis devront-ils tirer sur la corde pour monter son réfrigérateur, d'une masse de 105 kg, à vitesse constante? Quelle serait cette force si Josée et ses amis adoptaient plutôt le principe de la poulie mobile? LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory

10 Poulie Résulotion pour la poulie simple LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory

11 Poulie Poulie mobile Dans ce cas, l'avantage mécanique est de 2 puisque deux segments de corde supportent le poids du réfrigérateur. LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory

12 Poulie mobile Quel est lavantage mécanique des poulies illustrées ci- dessous? LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory 32154

13 Poulie mobile Résolution LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory 23456

14 2 ième condition déquilibre Considérer une femme produisant une extension de son genou contre résistance fournie par un physiothérapeute. La masse de la jambe (Tibia + pied) est de 5 kg, situé au centre de la masse, qui est 12 mm en avant de l'articulation. La force de kinésithérapeute de 250 N est appliquée perpendiculairement à la jambe à une distance de 150 mm à partir de l'articulation, à un angle de 8 ° avec l'horizontale, comme illustré. Le muscle quadriceps a un bras de force = 25 mm (appliquée par le tendon rotulien à 15 ° de la verticale). Quelle est la force musculaire du quadriceps, et celles appliquées à l'articulation du genou (fémoro-tibial) pour maintenir le système force d'équilibre? LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory

15 2 ième condition déquilibre Résolution du DCL Rappelez-vous qu'aucune des composantes de la force à larticulation exercent un moment de force parce que leur distance perpendiculaire à l'articulation est zéro. LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory

16 2 ième condition déquilibre Par conséquent, les rotations autour de l'axe Z sont positives si elles sont dans le sens antihoraire. Σ Mz = F muscle * d muscle - W * D W - F physio * d physio = 0 La substitution: F muscle * 0.025m – 5kg *9.8m/s 2 *0.012m – 250N * 0.150m = 0 F muscle = /0.025 = N LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory

17 2 ième condition déquilibre LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory Nous devons d'abord résoudre chaque force oblique en composants X et Y Sin(15 0 ) = F muscle x / F muscle F muscle x = F muscle * Sin(15 0 ) Similairement : F muscle y = F muscle * Cos(15 0 ) Et aussi: F physio x = F physio * Cos(8 0 ) F physio y = F physio * Sin(8 0 )

18 2 ième condition déquilibre Solutionons les force de contact au genou LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory Dans la direction X: F x = J x * Sin(15 0 )-250*Cos(8 0 )=0 J x = *sin(15 0 )+250*cos(8 0 ) J x = = N(vers la gauche)

19 Dans la direction Y: F y = J y *cos(15 0 )-250*sin(8 0 )+5*9.8 J y = *cos(15 0 )+250*sin(8 0 )+5*9.8 J y = N(i.e. vers le bas) LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory 2 ième condition déquilibre Solutionons les force de contact au genou

20 2 ième condition déquilibre Trouvons le vecteur résultant et son angle directeur. LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory J= J x 2 +J y 2 = N tan(φ) = F joint x /F joint y = 146.7/ = φ = 6.0 0

21 Exemple de problèmes LABORATOIRE DE BIOMÉCANIQUE DU MOUVEMENT HUMAIN Human Movement Biomechanics Laboratory Figure 1


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