5. Chute libre et accélération

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1 5. Chute libre et accélération
«être dans les airs» Un seul voisin : Terre Une seule force : poids (agit sur le cm) Néglige la friction de l’air Lorsque les membres se déplacent par rapport au corps, le cm global va se déplacer.

2 5. Chute libre et accélération
Interval de temps constant, distance parcourue qui augmente Champ gravitationnel terrestre (10 N/kg) génère une force (poids) Force crée une accélération gravitationnelle (vitesse ) Cette accélération gravitationnelle est de 9,81 m/s2. Nous utiliseront une valeur plus simple soit, g = 10 m/s2. Montrer que le champ gravitationnel et l’accélération gravitationnelle sont en fait la même quantité

3 5. Chute libre et accélération
Trajectoire parabolique pour le centre de masse (CM).

4 Vidéo : Projectile Motion - YouTube [360p].mp4
5. Chute libre et accélération Vidéo : Projectile Motion - YouTube [360p].mp4

5 5. Chute libre et accélération
En chute libre: Rotation d’un membre => rotation du reste du corps dans le sens opposé Image du haut : comparer l’angle du corps par rapport à la verticale à la fin Vidéo : astronaut.flv

6 5. Chute libre et accélération
Une personne en chute libre: CM suit toujours une trajectoire parabolique Incapable de modifier la trajectoire

7 5. Chute libre et accélération
CM fait une parabole. Pas nécessairement les autres points (modification du CM en chemin) Vidéo : grandjetee.flv

8 5. Chute libre et accélération
Vidéo : saut.mov

9 5. Chute libre et accélération
Mouvement du CM: 2 possibilités: Déplacement en ligne droite à vitesse constante Rester immobile si aucun voisin n’intervient pour changer son état. (pas de force)

10 5. Chute libre et accélération
Mesure de l’écart (temps donné) entre le mouvement réel du CM et un mouvement en ligne droite à vitesse constante. Qu’est-ce que ça veut dire???

11 5. Chute libre et accélération
Méthode générale pour déterminer graphiquement l’accélération à un temps « t »: Placer la règle sur le point du temps « t » et sur le point avant. Mesurer la distance entre les deux points. Sans déplacer la règle, remesurer cette distance à partir du temps « t » de l’autre côté de celui-ci. Marquer un point à cet endroit. Tracer une flèche à partir de ce nouveau point et allant vers le point après « t » déjà dessiné dans l’énoncé. Attention : la flèche de l’accélération au temps « t » ne doit pas toucher au point du temps « t ». Faire la démonstration directement au tableau sur le schéma. À faire dans les notes de cours p.20 Page 20 Notes de cours

12 5. Chute libre et accélération

13 5. Chute libre et accélération
Ces deux images montrent que l’accélération gravitationnelle est toujours vers le bas. Rappeler que la trajectoire est une parabole.

14 5. Chute libre et accélération
2e loi de Newton: Accélération: Accélération gravitationnelle: La vraie valeur est 9,81 m/s2. On utilise cependant la valeur approximative de 10 m/s2. Insister sur la convention pour les flèches.

15 6.Diagramme des forces et action-réaction
Diagramme des forces : dessin des forces exercées sur le corps par ses voisins. Chute libre : diagramme des forces contient une seule force  le poids

16 6.Diagramme des forces et action-réaction
Abduction: rotation qui éloigne un segment de la verticale qui traverse le milieu du corps Adduction: rotation qui rapproche un segment de la verticale qui traverse le milieu du corps

17 6.Diagramme des forces et action-réaction
Pourquoi les gesticulations d’une personne en chute libre n’ont pas d’effet sur la trajectoire centre de masse? Soit une personne qui fait l’abduction de son membre supérieur Main + avant-bras + bras

18 6.Diagramme des forces et action-réaction
Anatomie de l’épaule Vidéo: L'anatomie de l'articulation de l'épaule explique en vidéo

19 6.Diagramme des forces et action-réaction
Le principe d’inertie... Un membre ne peut pas se mettre en mouvement sans que ce soit les voisins qui le déplacent Étudions l’épaule Séparons le membre supérieur du tronc: Écarter la scapula de l’humérus Couper les muscles, tendons ou ligaments: deltoïde, rotateurs de l’épaule, grand pectoral, biceps brachial, etc Enlever les nerfs, les artères, les veines et la peau Scapula : omoplate

20 6.Diagramme des forces et action-réaction
Voici le résultat: Tout ce qui fait encore partie du tronc et que nous avons écarté pour isoler le membre supérieur est un voisin. La Terre est toujours une voisine (la gravité). Quels sont les trois voisins influençant l’abduction? Terre Deltoïde Scapula

21 6.Diagramme des forces et action-réaction
Il y a un vecteur pour chaque force associée à chaque voisin. Poids : ne pas oublier! (le voisin est facile à oublier) Distal : en s’éloigant du tronc Proximal : en se rapprochant du tronc Impossible de faire pivoter la tige sans le support. Il faut absolument un voisin pour créer une « action-réaction ».

22 6.Diagramme des forces et action-réaction
Les vecteurs action-réaction: Même longueur Parallèles, mais sens opposés Points d’application différents: objet et voisin Image de droite contient l’action-réaction de la partie de gauche Distal : en s’éloigant du tronc Proximal : en se rapprochant du tronc

23 6.Diagramme des forces et action-réaction
Action-réaction gravitationnelle Vidéo : action-reaction.flv

24 6.Diagramme des forces et action-réaction
Méthode pour tracer le diagramme des forces: Identifier les voisins de l’objet étudié (1 voisin = 1 force). Si vous connaissez les forces en newtons, faites une échelle (Ex : 1cm = 100N) Tracer le poids à partir du centre de masse vers le bas de la feuille. Tracer la force musculaire là où l’objet est isolé du reste du corps. Tracer la réaction articulaire (Force de l’os) approximativement dans le sens contraire de la force musculaire. Tracer les autres forces. Note : Les forces sont appliquées par des voisins extérieurs à l’objet étudié Il ne faut pas tenir compte de ce qui se passe à l’intérieur de l’objet (comme si l’objet était dans un plâtre).

25 6.Diagramme des forces et action-réaction
On va voir plus tard comment trouver plus précisément l’orientation des force musculaire et de la réaction articulaire.

26 Résumé des 3 lois de Newton
1ère loi: Inertie Un objet ne peut changer son état de mouvement seul, il a besoin de voisins. Un objet immobile reste immobile. Un objet en mouvement reste en mouvement en ligne droite à vitesse constante. F = 0 ou SF = 0

27 Résumé des 3 lois de Newton
2e loi Pour faire accélérer un objet (c’est-à-dire le faire changer de vitesse), ça prend une force sur l’objet. Exemple:

28 Résumé des 3 lois de Newton
3e loi: Action - Réaction Si un voisin A exerce une force sur B, alors B exerce une force sur A de même grandeur mais de sens opposé. Remarque: Pour étudier un objet, il faut faire le diagramme de toutes les forces qui agissent SUR cet objet (exercées par des voisins).

29 Devoir #3