ST7021S biomécanique du mouvement 1H30

Examen de Master 1 mécanique F0A7F2EA
Question de cours (7 points):
1. Donnez la formule qui permet d’obtenir le moment cinétique
d’un segment d’un système polyarticulé (définissez chaque
terme)
2. Définissez le théorème de l’énergie cinétique.
3. Montrez la limite du calcul du travail des forces internes
pour un exercice isométrique
Exercice 1 (10 points) :
Analyse d’une action de jeu au football
On souhaite analyser une action au football lors d’un match de coupe
du monde. Pour cela on positionne une caméra sur le côté du terrain
(la fréquence de cette caméra est de 25 Hz). La masse du joueur
porteur du ballon est de 60kg. Le joueur porteur du ballon est tout
d’abord ralenti par un contact avec un adversaire. Au moment du
contact entre les deux joueurs la vitesse du centre de masse du sujet
porteur du ballon passe de 6m.s-1 à 4 m.s-1 (on considère la réaction
au sol normale, pas de frottements) Nb : pour tous les exercices g=
10m. s-2
1. Faites le bilan des forces appliquées sur le joueur porteur du
ballon au moment du contact
2. Calculez lors de cette phase la force appliquée par
l’adversaire (force considérée comme totalement
horizontale)
Le joueur passe tout de même l’adversaire et frappe au but. La force
appliquée par le joueur sur le ballon est de 400 Newton pendant une
durée de 0,02 seconde (la balle n’est pas en contact avec le sol, on
néglige les frottements). Cette force est appliquée sous un angle de
45°. La vitesse initiale du ballon est de 4 m.s-1 (vitesse considérée
comme totalement horizontale). La masse du ballon est de 300g.
(sin45=cos45=0.7).
1. Définissez votre système et faites le bilan des forces
2. Calculez la vitesse de la balle en fin de frappe
On souhaite calculez les forces appliquées au genou lors du tir. Pour
cela le membre inférieur du joueur est composé de trois segments :
le pied la jambe et la cuisse (le calcul se termine au genou) (rappel la
force appliquée sur la ballon est de 400 N sous un angle de 45°)
1. Quelle méthode peut on employer pour évaluer la force de
réaction au genou?
2. Calculer cette force à partir des données du tableau suivant.
(les accélérations sont identiques en x et y ; g=10)
Segment
Masse relative
Accélération du centre
de masse local
Cuisse
8 Kg
3 m.s-2
Jambe
5 Kg
2 m.s-2
Pied
2 Kg
1 m.s-2
Exercice 2 ( 3 points) :
Expliquez en vous basant sur le théorème du moment cinétique la
conservation de la quantité de rotation en phase aérienne.