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15.Levier anatomique

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15.Levier anatomique

Principe du levier: barre rigide tournant autour d’un axe
permettant la manipulation de charges.

Levier anatomique: Levier faisant partie du corps humain.

Exemples:
Inter-appui
Inter-résistant
Inter-effort ou inter-moteur
15.Levier anatomique
Levier à bascule
casse-noix
Levier à pince
15.Levier anatomique
En équilibre statique, il faut que  M = 0.
Les deux moments de force doivent donc être
égaux (mais de signes contraires).
Exemple :
M = bl × FM + bl × P = 0
bl
bl
15.Levier anatomique
 Pour
les calculs de la force musculaire
Le
sol sert de repère
La force musculaire actionne un levier anatomique
Les calculs sont valables uniquement dans les cas statique et
quasi-statique (sans brusquerie)

M=0
15.Levier anatomique

Démarche pour la construction du diagramme des forces
1. Séparer l’objet du reste du corps.
a. Séparer le corps en deux parties : ouvre l’articulation que le muscle
étudié franchit. (articulation est l’axe du levier)
b. Objet : une des deux parties du corps (devient la barre du levier).
Muscle étudié: bicep
La coupure est fait au coude
(axe = coude)
Tige :
Avant-bras + main
15.Levier anatomique

Démarche pour la construction du diagramme des forces (suite)
2. Dessiner les forces présentes sur l’objet :
a. Dessine la force de réaction articulaire RA exercée par l’axe sur le
levier. (Représente la force exercée par le voisin de l’axe de rotation)
b. Dessine la force musculaire FM .
c. Dessine le poids vers le bas en partant du CM.
d. Dessine les autres forces exercées par des voisins
15.Levier anatomique

Exemple 1: Force exercée par les extenseurs du cou pour tenir la tête penchée
en écrivant

Plan : Sagittal

Articulation ouverte: celle qui relie la vertèbre atlas et l’os occipital de la tête

Objet : la tête

Charge : le poids P de la tête
Exemple non-identique à celui
des notes
15.Levier anatomique
15.Levier anatomique

Exemple 1: Force exercée par les extenseurs du cou pour tenir
la tête penchée en écrivant
Lorsque la personne redresse la tête, le bras de levier du poids devient plus court.
Lorsque la personne redresse la tête, le bras de levier de la force musculaire reste
presque la même.
Ainsi, le moment de force est plus petit ce qui permet de réduire la force musculaire.
15.Levier anatomique

Exemple 2: Force exercée par le quadriceps fémoral pour
s’accroupir
15.Levier anatomique

Exemple 2: Force exercée par le quadriceps fémoral pour
s’accroupir

Plan : Sagittal

Articulation ouverte: genou

Objet : jambe et pied

Charge : réaction R du sol sur le pied

Force qui aide la muscle : le poids PS du segment
jambe-pied
15.Levier anatomique

Exemple 2: Force exercée par le quadriceps fémoral pour
s’accroupir
À noter à la page 47
15.Levier anatomique

Exemple 2: Force exercée par le quadriceps fémoral pour
s’accroupir
Augmentation de l’angle de flexion du
genou
Le bras de levier de R augmente
mais pas celui du muscle.
Le muscle doit forcer davantage.
R
R
15.Levier anatomique

Exemple 3: Force exercée par les muscles érecteurs du rachis
pour soulever une caisse, genoux fléchis.
15.Levier anatomique

Exemple 3: Force exercée par les muscles érecteurs du rachis
pour soulever une caisse, genoux fléchis.

Plan : Sagittal

Articulation ouverte: 5e vertèbre lombaire et 1re vertèbre sacrée

Objet : partie du corps au dessus de S1

Charge : poids combiné PT de l’objet et de la caisse

Force qui aide la muscle : Poussée PR
Poussée PR :
-due à la pression dans la cavité abdominale
-Contractant les muscles abdominaux
-Blocage de la respiration
15.Levier anatomique

Exemple 3: Force exercée par les muscles érecteurs du rachis
pour soulever une caisse, genoux fléchis.
Avec PR
On pense que la valeur de PR est de 15% la
valeur de FM
PR = 0,15FM
15.Levier anatomique

Exemple 3: Force exercée par les muscles érecteurs du rachis
pour soulever une caisse, genoux fléchis.
Sans PR
PR = 0,15FM
La FM est plus grande sans PR!
15.Levier anatomique

Exemple 3: Force exercée par les muscles érecteurs du rachis
pour soulever une caisse, genoux fléchis.
•La personne se penche en avant
•La personne éloigne la caisse de son corps
Augmentation du bras de levier
de PT
Augmentation de la force
musculaire
15.Levier anatomique

Exemple 4: Force exercée par les abducteurs de la hanche lors
de la mi-appui unipodal de la marche

Plan : Frontal

Articulation ouverte: La hanche

Objet : le corps amputé du membre inférieur en appui
au sol

Charge : poids PA
15.Levier anatomique

Exemple 4: Force exercée par les abducteurs de la hanche lors
de la mi-appui unipodal de la marche
Poids d’un membre inférieur ~ 15,6% du poids total
15.Levier anatomique

Exemple 4: Force exercée par les abducteurs de la hanche lors
de la mi-appui unipodal de la marche
Lorsque les abducteurs de la hanche sont trop
faibles:
La personne incline le tronc.
Diminution du bras de levier
Diminution de la force musculaire
15.Levier anatomique

Exemple 4: Force exercée par les abducteurs de la hanche lors
de la mi-appui unipodal de la marche
Toute amputation de cuisse risque de briser l’équilibre abducteur adducteur
Mal orienté
Bien orienté
15.Levier anatomique

Accélération angulaire
 Déséquilibre
des moments de forces
MFM > Mpoids de la tête
MFM < Mpoids de la tête
15.Levier anatomique

Accélération angulaire
 Les
fortes accélération dans le sens du moment de force musculaire
surchargent les muscles et leurs tendons:

Claquage des ischio-jambiers en sprint

Rupture des ligaments patellaire en haltérophilie

Claquage des rotateurs dans l’épaule dans les lancers.
Devoir #8
16.L’avantage mécanique

L’effort demandé à un muscle est proportionnel au bras de levier

Leviers anatomiques: les muscles sont en position
désavantageuse
 Bras de levier plus court
16.L’avantage mécanique

Avantage mécanique d’un muscle:
bras de levier FM
Avantage mécanique=
bras de levier de la charge

Si « avantage mécanique » < 1: le muscle est désavantagé
16.L’avantage mécanique

Exemple:
( - b ´ FM)+ (B´ P) = 0
b ´ FM = B´ P
P
b
=
FM B
Avantage mécanique
16.L’avantage mécanique
 Exemple:
Valeurs
typique pour une main:
 b = 1 cm
 B = 10 cm
Avantage mécanique
P
1cm
=
= 0,1
FM 10cm
16.L’avantage mécanique
 Avantage
mécanique vs avantage physiologique
16.L’avantage mécanique

Désavantage mécanique!!! Et les avantages???
 Fléchisseurs
de la main
 longs tendons contrôlant la main à distance pour minimiser
l’encombrement,
 grande amplitude de mouvement pour une petite contraction du muscle,
 grande vitesse de déplacement pour une contraction lente.
16.L’avantage mécanique

De façon générale
 Plus
le muscle qui actionne un levier a un petit bras de levier
 Plus
le levier a d’amplitude de mouvement et de vitesse
16.L’avantage mécanique
Devoir #9
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