28. Énergie et travail Jusqu’à maintenant : Énergie et travail :

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1 28. Énergie et travail Jusqu’à maintenant : Énergie et travail :
Analyse par des forces et des moments de force Autre façon d’aller chercher de l’information: Énergie et travail Énergie et travail : Liés aux changements crées par l’application d’une force sur un objet L’objet peut: S’enfoncer S’étirer Gagner/perdre de la vitesse Gagner/perdre de la hauteur Devenir chaud/froid

2 28. Énergie et travail L’importance du changement subit par un objet dépend de: Le déplacement du point d’application de la force La partie de la force parallèle au déplacement Seule la partie horizontale de la force dans l’image contribue au déplacement

3 28. Énergie et travail Faire un travail (symbole : W) : Ex:
Donne de l’énergie à un corps si W > 0 Enlève de l’énergie à un corps si W < 0 Ex: Pour accélérer, on effectue un travail positif pour augmenter l’énergie associée à la vitesse de l’objet Pour freiner, on effectue un travail négatif pour diminuer l’énergie associée à la vitesse de l’objet

4 28. Énergie et travail Travail (W) Unités : Joules [J]
Formule: Force x déplacement Force: Newton [N] Déplacement: mètre [m] Travail positif (forçant) Travail négatif (non-forçant) Unités : 1 J = 1 Nm (pas de cm) Même direction, même sens La flèche ici n’indique pas nécessairement un mouvement vers le haut. C’est pour comparer le sens de la force par rapport au déplacement Même direction, sens opposé

5 Angles: radians/ degrés

6 Arc de cercle

7 28. Énergie et travail Travail dans le cas d’une rotation
Angle (θ): radian [rad] (non retenu dans le SI) Les unités de W demeurent: 1 J = 1 Nm

8 28. Énergie et travail Travail en fonction du type de contraction
Travail excentrique : un muscle ne peut que se contracter

9 28. Énergie et travail Travail en fonction du type de contraction
On décompose les forces et on regarde ce que Ro effectue (responsable du moment de force)

10 28. Énergie et travail Attention!!! Composantes:
La composante de coaptation/subluxation (Co/Sub) ne fait pas de travail car elle n’est pas parallèle au déplacement (perpendiculaire) Seule la composante de rotation (Ro) fait un travail!

11 28. Énergie et travail Exemple: Un homme appliquant une force de rotation de 60N dans le sens horaire fait bouger la roue de 80°. Le rayon de la roue est de 40 cm. Quel est le travail fait par l’homme sur la roue? Ro = 60N Θ = 80° r = 40cm Θ = 80° X 2π/360° = 1,4 rad r = 0,4m W = θ X M = θ X r X Ro = 1,4 rad X 0,4m X 60N W = 33,6J

12 Décomposition des forces sur une roue (Ro pour moment de force)
28. Énergie et travail Décomposition des forces sur une roue (Ro pour moment de force)

13 28. Énergie et travail Énergie Unités: Joules (J)
Énergie potentielle gravitationnelle [Ug] Énergie d’un corps associée à sa hauteur masse (m): kilogramme [kg] Constante gravitationnelle (g): 10 [N/kg] Hauteur (h): mètre [m] Unités : 1 J = 1 kg x 1 N/kg x 1 m = 1 N m

14 28. Énergie et travail Exemple: une pomme de 300g est dans une main à une hauteur de 120 cm du sol. a) Quelle est son énergie potentielle? b) Elle est soulevée de 20 cm. Quelle est la différence d’énergie potentielle entre les deux positions? m = 300g h = 120cm m = 0,3kg h = 1,2m Attention aux unités Ug = mgh = 0,3kg X 10N/kg X 1,2m Ug = 3,6J h + 0,2m = 1,4m ΔUg = Ugb – Uga = mghb – mgha = mg(hb –ha) ΔUg = 0,3kg X 10N/kg X (1,4m – 1,2m) = 0,6J

15 29.Puissance Puissance (P): quantité de travail par unité de temps
Unités: Watt [W] (ne pas confondre avec la variable du travail) Puissance moyenne temps (t): seconde [s] Unités: 1 W = 1 J/s

16 29.Puissance Exemple: Dans un exemple, nous avons déterminé le travail fait par le bras sur la roue. Sachant qu’il a accompli ce mouvement en 0,5 secondes, quelle est la puissance musculaire moyenne pendant ce mouvement? W = 33,6J P = W / t = 33,6J / 0,5s P = 67,2W

17 29.Puissance Rappel (voir page 34)
Contraction musculaire de type concentrique: création d’un mouvement Dans ce cas, le mouvement est dans le même sens que la force musculaire, donc : Travail est positif W > 0 Puissance est positive P > 0 Contraction musculaire de type excentrique: freinage d’un mouvement crée par un agent extérieur Dans ce cas, le mouvement est opposé au sens la force musculaire, donc : Travail est négatif W < 0 Puissance est négative P < 0

18 29.Puissance Mouvement Type de contraction Concentrique (P>0)
Excentrique (P<0) Flexion Extension Fléchisseur Extenseur Extenseur Fléchisseur

19 29.Puissance Exemple: flexion du tronc Flexion concentrique
P > 0 car la FM est dans le même sens que le déplacement Ce sont les muscles fléchisseurs qui font le travail (psoas)

20 29.Puissance Exemple: flexion du tronc Flexion excentrique
P < 0 car la FM est opposée au déplacement (on se retient pour éviter un mouvement brusque) Ce sont les muscles extenseurs du rachis qui font le travail

21 29.Puissance Exemple: puissance de l’épaule
De 54% à 100%: flexion de l’épaule De 54% à 72%: P > 0 On déduit que: contraction concentrique Muscles fléchisseurs De 72% à 100%: P < 0 On déduit que: contraction excentrique Muscles extenseurs

22 29.Puissance Exemple: hanche gauche (à 30 et 80)
De 30 à 40: P > 0 (concentrique) On voit que la hanche fait une extension Muscle extenseur : grand fessier De 70 à 80: P > 0 (concentrique) On voit que la hanche fait une flexion Muscle fléchisseur : psoas

23 Devoir #14