F - Stud`Ant STAPS

F2SMH
TOULOUSE
Biomécanique
L1 – UE11
Support de cours Amarantini – Watier – Duclay – Laurens
Rappel
• Échelle de 11kg, dimension 5m
• Θ = 53,13°
• Faire le bilan des forces
Rappel
• Faire le bilan des forces
Rmur
H
CG
P
Rsol
B
Rappel
• Faire le bilan des forces
Rsol
P
CG
verticale
B
verticale
vers le haut vers le bas
Rsol
P  mg
P  11* 9.81
P  107.91N
Rmur
Rmur
H
horizontale
vers l ' arrière
H
CG
P
Rmur
Rsol
B
Cinétique: Partie 2
• Les leviers du corps humain
Levier: définition

Système mécanique
Avantage de force
 Avantage dans les
déplacements


Articulation
Point d’appui
 Système de forces
musculaires
 Bras de levier

Levier: caractéristique d’un système




Force développée (F)
 s’applique au point Point
d’application de Force (Pt.F)
Force de résistance (R)

s’applique au point Point
d’application de Résistance (Pt. R)
Point d’appui (axe de rotation)
Bras de levier:
 bras de force (BF)
 bras de résistance (BR)
BR
R
BF
F
Levier: caractéristique d’un système






À l’équilibre
MF doit
 être de même intensité que
MR
 de sens opposé
Données
BF = 4cm ; BR = 3cm
R = 40N
Déterminer F
BR
R
BF
F
Solution





BF = 4cm ; BR = 3cm
R = 40N
MR = 40*0.03=1.20 N.m
PFS :
 M pa  0
MF = -1.20 N.m
=> MF = Fx0,04
=> F = MF /0,04 = 30 N
BR
R
BF
F
Leviers
• 3 types de leviers

– Inter-Appui, Inter-Moteur, Inter-Résistant
Travaille pour
– Production de force
• Avantage Mécanique
– Augmenter l’amplitude du mouvement
• Avantage Cinématique
Avantage Mécanique
• Avantage Mécanique correspond au rapport des bras
de levier
bras de levier de la force (BF )
AM 
bras de levier de la résistance (BR )
• Maintien de l’équilibre passe par
exercer une force musculaire
inférieure à la force de résistance
BF
BR
4cm
3cm
PA
F
AM = 4/3 = 1,33
R
Avantage Cinématique
• Avantage Cinématique correspond à l’amplitude du
déplacement ou rapidité du déplacement
bras de levier de la résistance (BR )
AC 
bras de levier de la force (BF )
• Faible raccourcissement provoque
une rapide levée de l’avant bras
AC = 36/3 = 12
Avantage Cinématique
Avantage Cinématique
Les types de leviers
• LEVIER INTER-APPUI
• Pt. Appui situé entre Pt.
Force et Pt. Résistance
• + Avantage Mécanique:
éloigner Pt. Force
• Favorise l’Équilibre
• Rare dans le corps humain
BR
R
BF
F
Les types de leviers
• LEVIER INTER-RÉSISTANT
• Pt. Résistance situé entre
Pt. Force et Pt. Appui
• Favorise la Force
• Très Rare dans le corps
humain
• Mais fréquent dans la vie
Leviers Inter-Résistant




AM = LForce / LRésistance
AM = 95 / 20
AM = 4,8
FF sera près de 5 fois
INFÉRIEUR à FR!

FF =?
FR = 600 N
Si


FR = 600 N
F F=
PR = 20
PF = 95
Leviers Inter-Résistant




AM = LForce / LRésistance
AM = 95 / 20
AM = 4,8
FF sera près de 5 fois
INFÉRIEUR à FR!

FF =?
FR = 600 N
Si


FR = 600 N
FF= 126 N!
PR = 20
PF = 95
Les types de leviers
• LEVIER INTER-MOTEUR
• Pt. F situé entre Pt. R et Pt.
A
• Favorise la Vitesse
• Avantage Mécanique
Faible
• Très Fréquent dans le
corps humain
F=?
PF = 3
PR = 36
F = 50 N
Levier Inter-Moteur
•
•
•
•
AM = LForce / LRésistance
AM = 3 / 36
AM = 1 /12
FF sera 12 >> FR!
F=?
– Si
• FR = 50 N
• FF = 600 N!
PR = 36
F = 50 N
Bilan sur les leviers anatomiques
A.C.
Inter-appui
Neutre
R
F
F
R
F
F
Inter-résistant
Inter-moteur
R
A.M.
R
F
R
+
Quelle est la force développée par le biceps?
+
𝑀𝐴 = 0
𝐹𝑚 × 0,03 − 𝑅 × 0,36 = 0
𝐹𝑚 =
(𝑅 × 0,36)
0,03
𝐹𝑚 = 600 𝑁