Dynamique d'un corps en mouvement et performance sportive

Thèmes abordés

Force, mouvement, déplacement, corps, modéliser, statique, cinématique, dynamique, mécanique, forces de pesanteur, réaction, direction, sens, norme, lois de Newton, force de pression, de tension, de traction, de compression, de frottement, équilibre, poussée d'Archimède, immersion, gaz, liquide, solide, air, masse volumique, vitesse, rotation, translation, moment d'inertie, rayon de giration

Résumé du document

Les objectifs de ce document sont de :
- Vous donner les outils/lois pour analyser la dynamique d'un corps en mouvement (en partant des causes du mouvement : les forces s'appliquant à l'objet d'étude).
- Vous fournir les outils d'analyse qui permettent de déterminer comment va évoluer la mécanique à chaque instant, notamment pour modéliser et diagnostiquer/ améliorer la performance sportive ou le matériel.

Extraits

[...] Dynamique d'un corps en mouvement et performance sportive Objectifs du cours : Donner les outils/lois pour analyser la dynamique d'un corps en mouvement. En partant des causes du mouvement : les forces s'appliquant à l'objet d'étude fournir les outils d'analyse qui permettent de déterminer comment va évoluer la mécanique à chaque instant notamment pour modéliser et diagnostiquer/ améliorer la performance sportive ou le matériel. Introduction Physique : science qui étudie par l'expérimentation et l'élaboration de contrepoint, les propriétés fondamentales de la matière et de l'espace-temps. [...]

[...] Il reçoit un ballon de 400g ayant une vitesse horizontale de 20m.s^-1. Quel est le vecteur vitesse du joueur immédiatement après la réception du ballon ? m1= 80kg m2= 0,4 kg. v1 nul Avant le choc : P1 = m1. V1 = o P2 = m2.v2 Après le choc P1 = m1. V1 P2 = m2. V1' Conservation de la quantité du mouvement du système (joueur + ballon) : P1 + P2 + = P1' + P2' m2.v2 = m1.v1 + m2. [...]

[...] Exemple : Plongeon, saut en patinage artistique ou en gymnastique, etc. En vol, il y a conservation du moment cinétique (quantité de mouvement angulaire) Applications Un gymnaste veut effectuer un double salto arrière groupé. Quand il quitte le sol, sa vitesse angulaire est égale à 7 rad/s et son moment d'inertie vaut 300 kg/m^2. En groupant ses jambes, il diminue rapidement son moment d'inertie à 29 kg/m^2 Quelle sera alors à nouvelle vitesse angulaire ? Combien de temps va durer le double salto arrière ? [...]

[...] En quel point calculer les moments ? En O : car cela permet d'annuler la force articulaire R car le moment d'une force est nul en son point d'application. OA = 3cm OB= 15cm p = m.g = 19,62N + + = I . alpha . alpha F.OA.sin (Téta) - P.OB.sin(Téta) = I.alpha (projection selon F = (I.alpha + P.OB.sin (téta))/ OA F = 242 N Correspondances translation rotation II. Quantité de mouvement et leurs lois de conservations impulsion Quantité de mouvement en translation (linéaire) Le vecteur quantité de mouvement est défini par : p = m.v Quantité de mouvement en rotation : appelée le moment cinétiques Ծ = I . [...]

[...] ici, force de tension = force de compression Force d'un ressort élastique L'action mécanique qu'exerce un ressort sur une pièce peut être modélisée par une force, dont les caractéristiques sont : -point d'application : point de fixation -direction : selon l'axe du ressort -sens : dépend si le ressort est compression ou en extension -norme : proportionnelle à la variation de longueur du ressort (à sa déformation) : k delta x Où F : force du ressort k : constante de rappel de ressort ou raideur du ressort I-Io : étirement du ressort l0= longueur à vide où Io est la longueur à vide du ressort (au ressort au repos) et I : la longueur étirée ou comprimée du ressort Force de frottement 1/3 Une solide glisse avec frottement sur un plan incliné faisant un angle avec l'horizontal. Il est maintenu en équilibre à l'aide de masses marquées. Le solide est soumis à 4 forces -la force de traction de la corde F -le poids P -La réaction du plan sur le solide perpendiculaire au plan N. -Une force de frottement qui s'oppose au déplacement du solide f. sa valeur dépend des 2 surfaces en contact. [...]