En quoi les prothèses de course peuvent-elles aider certains coureurs à dépasser leurs limites en matière de performances sportives ? (TPE)

Résumé du document

Nous devions choisir parmi une série de thèmes imposés celui qui nous aiderait à trouver un sujet où nous pourrions coupler deux matières scientifiques (ici SVT et Physique-Chimie). Dans notre cas nous avons choisi le thème suivant : "Avancées scientifiques et réalisations techniques" pour ensuite définir la problématique :

"En quoi les prothèses de course (lames) peuvent-elles aider certains coureurs à dépasser leurs limites en matière de performances sportives ?".

Nous avons défini cette problématique en lien avec la polémique à propos d'Oscar Pistorius, coureur handisport pourvu de lames de course, voulant participer aux JO de Pékin 2008 valide (...)

Extraits

[...] Les lames de course fonctionnent comme des ressorts, c'est-à-dire qu'elles utilisent la loi de Hooke (déformation d'une force dans un sens, puis déformation dans l'autre sens pour restituer cette force : c'est le principe de l'élasticité que nous verrons s ultérieurement A travers cette étude nous allons tenter de prendre en compte un maximum de facteurs : les frottements de l'air, l'angulation de la lame, le rapport d'impulsion/propulsion, le travail effectué par le poids, la question d'élasticité et de ressort de la lame ainsi que l'étude comparative de deux vidéos (coureur valide et amputé tibial) qui pourront nous permettre d'effectuer une comparaison entre la lame et la jambe d'un coureur valide. Tout d'abord , nous étudierons les matériaux qui composent la prothèse, puis nous analyserons chaque facteur de façon hypothétique. Nous avons fait des hypothèses concernant chaque facteur mais aucune réponse n'est présentée comme exacte , car nos connaissances ne nous permettent pas d'arriver à une conclusion 100% fiable. III.2.a. Le carbone Les matériaux utilisés pour ces lames de course sont essentiellement des fibres de carbone qui sont des matériaux organiques. [...]

[...] L'acier lui aussi envisagé est trop lourd et provoquerai t un désavantage énorme pour le coureur celui-ci étant obligé de fournir un plus gros effort pour soulever sa lame afin de pouvoir courir. III.2.b. Les frottements de l'air Tout d'abord, il est important de noter l'importance des frottements de l'air appliqué à un corps, surtout dans notre cas (car en course la performance dépend de quelques centièmes de seconde s Les frottements de l'air sur un corps dépendent de la surface mise en présence de façon frontale à l'air et de la vitesse de déplacement du corps. [...]

[...] C'est à partir de recherches et de déductions , que nous allons tenter dans la partie suivante de déterminer , si , à l'aide de ces prothèses , certains coureurs pourraient dépasser leurs limites en matière de performances sportives. III. Etude Inrtoduction Nous allons maintenant essayer d'étudier, d'analyser et de comparer les différents facteurs qui pourraient permettre de faire la différence entre un coureur valide et un coureur handisport équip é de lames de type Cheetah Il est important de noter , qu'un coureur valide dépend uniquement de sa mécanique propre (celle de son propre corps), dont la force de mouvement est induite par les muscles de part leur fonctionnement biologique. [...]

[...] Le rendement du matériau vis à vis des transferts d'énergie est plus intéressant , ce qui explique le choix particulier du carbone comme matériau (cf. a. Le carbone) Nous avons pu tirer les conclusions suivantes : -Quand l'étirement double , l'énergie potentielle élastique quadruple. -L'effort fourni est proportionnel au déplacement -L'effort pour déformer est proportionnel à la déformation. -L'énergie récupérée au niveau du matériau est inférieure à l'énergie qui lui est fournie, cette déperdition est traduite en terme de chaleur (perte d'énergie = chaleur III.2.f. Etude vidéo IV.Réponses à la problématique V. [...]

[...] La prothèse peut-elle remplacer le membre manquant ? Peut-elle surpasser les capacités d'un coureur valide ? Oscar PISTORIUS C'est à ces questions que nous allons tenter de répondre à travers l'étude suivante , divisée en quatre parties. Tout d'abord , l'explication du fonctionnement de notre machine biologique à travers le premier acteur de nos mouvements : les muscles. Ensuite , le fonctionnement d'une prothèse en tant que propulseur remplaçant les muscles. Enfin nous compareron s ces deux mécaniques à partir de l'exemple de deux individus : l'un équipé de lames aux deux jambes ; l'autre sans aucun handicap pour finalement tenter de tirer des conclusions pouvant répondre à notre problématique de départ. [...]