1-addition vectorielle 2-La méthode graphique A+B = B+A (A+B)+C = A+(B+C) 3-La méthode analytique





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26-Action d'un muscle mono-articulaire


Exemple sur un muscle mono-articulaire s'attachant sur deux pièces osseuses séparées par une articulation possédant un seul degré de liberté : le coude. La contraction tend à provoquer la rotation de chacun des deux chaînons par rapport à leur axe de rotation commune (rôle des muscles antagonistes).

27-de l'action musculaire au mouvement

  1. Action des forces musculaires et mouvement

Lois de la mécanique


  • Théorème de la résultante dynamique (2ème loi de Newton, ou théorème du centre d'inertie) :



  • Théorème du moment cinétique :


28-Forces agissant sur une chaîne articulée

  1. Différentes catégories de forces


  • Forces passives :

  • Forces données : pesanteur, air, eau.

  • Forces de liaison intérieures (articulation).

  • Forces de liaison extérieures (réaction du sol).

  • Forces actives :

  • Forces d'origine musculaire.
  1. Forces extérieures


  • Lors d'un mouvement humain, les forces extérieures représentent les forces de liaison et les forces musculaires à la chaîne articulée que l'on considère.

  • Force intersegmentaire : la force intersegmentaire représente la force de réaction articulaire et la composante articulaire de la force musculaire active.

29-Moment musculaire dans le mouvement d'une chaîne articulée

Moment musculaire dans le mouvement d'une chaîne mono-articulée


  • Equation du mouvement :







r







h


  • Détermination du moment et de la force musculaire :


30-Exercice


Un individu se sert d'un appareil de musculation. Son objectif est de travailler le muscle quadriceps en isométrique. On considère donc sa jambe (du genou au talon). La machine exerce une force . On sait également que sa jambe a un poids de 30N. Quelle est la valeur de la force de réaction ?
x

y

c

b

a

















Calcul de l'intensité de la force de réaction articulaire :






  • Différents types de leviers : rappel de l’année dernière.

31-Méthodes de détermination des grandeurs cinématiques et cinétiques

  1. Variables cinématiques


  • La détermination du moment musculaire et de la force intersegmentaire nécessite de connaître les constantes biomécaniques, les données cinématiques et les données cinétiques.

  • Constantes (caractéristiques du chaînon) :

  • Longueur, masse, position du centre de gravité, moments d'inertie et rayon de giration.

  • Distance de l'insertion et de l'origine des muscles par rapport aux articulations et aux surfaces articulaires.

Méthodes de mesures directes


Les transducteurs et les déplacements : goniomètre (calcul de la variation de l'angle d'une articulation et de la force d'une articulation : exemple du genou) et accéléromètre (sur la cheville).

Méthodes de mesures indirectes


C'est l'enregistrement d'images du mouvement humain. Elles nécessitent le repérage sur le corps de points anatomiques dont on souhaite connaître le déplacement. En reliant ces points entre eux, on dispose d'un diagramme en bâton ("stick diagram") qui représente le déplacement de la chaîne articulée.

Méthode moderne : l'optoélectronique.

A partir des données recueillies, on qualifie :

  • Les déplacements linéaires et angulaires.

  • Les vitesses et accélérations sont déterminées par dérivation.

  • La position du centre de gravité du corps à partir de celles des centres de gravités partiels
  1. Variables cinétiques


  • Transducteurs de force :

Mesure des forces exercées sur/par le corps humain sur/par son environnement (utilisation de capteurs de force).

Expérience : étude de la différence entre les experts et les débutants (port du sac à dos), en plaçant des capteurs sur les sangles du sac à dos.

Hypothèses :

  • Chaussures différentes.

  • Variation du pas selon la charge chez le débutant.

  • Adaptation posturale des experts (oscillations moindres).

Tout ceci engendre des douleurs chez le novice.

  • Plate-forme de force : mesure des forces exercées (variations selon les trois axes).


Le salto : le moment cinétique produit reste constant. L'action musculaire (le grouper) modifie le moment d'inertie du corps JG par rapport à son centre de gravité, ce qui permet de moduler sa vitesse de rotation en fonction des évolutions souhaitées.

Le degré d'expertise de l'athlète peut être traduit en fonction du moment cinétique acquis et de la pertinence de sa gestion.

La notion de quantité de mouvement


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