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5. Chute libre et accélération

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5. Chute libre et accélération

Chute libre :




«être dans les airs»
Un seul voisin : Terre
Une seule force : poids (agit sur le cm)
Néglige la friction de l’air
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.
5. Chute libre et accélération
Trajectoire parabolique pour le
centre de masse (CM).
5. Chute libre et accélération
5. Chute libre et accélération

En chute libre:

Rotation d’un membre => rotation du reste du corps dans le sens opposé
5. Chute libre et accélération

Une personne en chute libre:

CM suit toujours une trajectoire
parabolique

Incapable de modifier la trajectoire
5. Chute libre et accélération
5. Chute libre et accélération
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)
5. Chute libre et accélération

Accélération :

Mesure de l’écart (temps donné) entre le mouvement réel du
CM et un mouvement en ligne droite à vitesse constante.
5. Chute libre et accélération

Méthode générale pour déterminer graphiquement
l’accélération à un temps « t »:
1. Placer la règle sur le point du temps « t » et sur le point avant.
2. Mesurer la distance entre les deux points.
3. Sans déplacer la règle, remesurer cette distance à partir du temps « t »
de l’autre côté de celui-ci.
4. Marquer un point à cet endroit.
5. 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 ».
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Notes de cours
5. Chute libre et accélération
5. Chute libre et accélération
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.
6.Diagramme des forces et actionréaction
Diagramme des forces : dessin des
forces exercées sur le corps par ses
voisins.
Chute libre : diagramme des forces
contient une seule force  le poids
6.Diagramme des forces et actionréaction


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
6.Diagramme des forces et actionréaction


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
6.Diagramme des forces et actionréaction

Anatomie de l’épaule
6.Diagramme des forces et actionréaction




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
6.Diagramme des forces et actionréaction

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

6.Diagramme des forces et actionréaction

Il y a un vecteur pour chaque force associée à chaque voisin.

Poids : ne pas oublier! (le voisin est facile à oublier)


Impossible de faire pivoter la tige sans le support.
Il faut absolument un voisin pour créer une « action-réaction ».
6.Diagramme des forces et actionréaction

Les vecteurs action-réaction:



Même longueur
Parallèles, mais sens opposés
Points d’application différents: objet et voisin
6.Diagramme des forces et actionréaction
6.Diagramme des forces et actionréaction

Méthode pour tracer le diagramme des forces:
1. Identifier les voisins de l’objet étudié (1 voisin = 1 force).
2. Si vous connaissez les forces en newtons, faites une échelle
(Ex : 1cm = 100N)
3. Tracer le poids à partir du centre de masse vers le bas de la feuille.
4. Tracer la force musculaire là où l’objet est isolé du reste du corps.
5. Tracer la réaction articulaire (Force de l’os) approximativement dans
le sens contraire de la force musculaire.
6. 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).
6.Diagramme des forces et actionréaction
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
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:
a 
F  F
masse de l' objet
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).
Devoir #3
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