Exercices

1ERE ERGO – EXERCICES SUPPLEMENTAIRES– PAGE 1
Professeur : X.Renard
Physique
appliquée à
l'Ergothérapie :
Exercices
supplémentaires

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Dynamique
1. Béquille
Une personne de 70 kg s’aide d’une béquille de 635 g pour marcher sur un plancher
horizontal. Au moment de l’appui, la béquille supporte la moitié du poids de cette personne :
(a) Quelles sont les forces qui s’exercent sur la béquille à l’appui ? Quelles sont leurs
caractéristiques (direction, sens, point d’application et intensité) ?
(b) Représentez-les sur un schéma ;
(c) Calculez les intensités de chacune de ces forces.
Les forces et leurs caractéristiques :
Nom
Direction
Sens
Intensité
Point
d’application
2. Potence
La potence est utilisée pour effectuer un transfert assis/assis ou couché/assis efficace et
autonome par une traction des bras. Une personne de 60 kg utilise une potence.
Citer et représenter les forces agissant sur la personne quand :
(a) Elle est couchée et n'exerce aucune traction sur la potence
(b) Elle exerce une traction verticale.
(c) Elle exerce une traction latérale à 45° pour passer de son lit au
fauteuil. Que se passe-t-il dans ce cas ?

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3. Fauteuil roulant
Un fauteuil roulant de 12 kg est poussé sur une surface :
1
er cas : Horizontale
2
ème cas : Inclinée à 5°
Une femme tétraplégique de 68 kg est assise dans ce fauteuil ; une
infirmière la pousse avec une force de 100 N dirigée parallèlement
au sol (vers le haut pour le cas (b)). Si les frottements sont
négligés,
(a) Faire un schéma et représenter toutes les forces extérieures agissant sur le fauteuil ;
(b) Choisir un référentiel approprié ;
(c) Ecrire l’équation vectorielle du mouvement (2ème loi de Newton);
(d) Projeter cette équation suivant les axes du référentiel ;
(e) Calculer l'accélération du fauteuil.
(f) Avec quelle force minimum l’infirmière doit-elle pousser le fauteuil pour le faire avancer –en
montée- sur le plan incliné à 5° ?
4. Rollfiets
Le Rollfiets se compose d'un fauteuil manuel tout
terrain et d'un vélo VTT. Le coefficient de
frottement de roulement est égal à 0,07. Le rollfiets
pèse 18 kg, le garçon 32 kg et son papa 78 kg. Ils
roulent sur route de campagne plane et horizontale.
On admet que chacune des roues supporte le tiers du
poids du système : « Fauteuil + Vélo + Garçon + Papa . »
(a) Faire un schéma et représenter toutes les forces
extérieures agissant sur le Rollfiets ;
(b) Choisir un référentiel approprié ;
(c) Ecrire l’équation vectorielle du mouvement (2ème loi de Newton);
(d) Projeter cette équation suivant les axes du référentiel ;
(e) Quelle force motrice minimum le papa doit-il développer pour rouler à vitesse constante ?
(f) Quelle est l’accélération du système pour une force motrice de 200 N ?

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5. Fauteuil roulant et plan incliné
Dans un cinéma, la plateforme d’accès pour personne à mobilité réduite consiste en un plan incliné
à 5°. Une personne de 78 kg et son fauteuil roulant de 12 kg sont situés en descente sur ce plan
incliné :
(a) Faire un schéma et représenter toutes les forces extérieures
agissant sur le fauteuil ;
(b) Choisir un référentiel approprié ;
(c) Ecrire l’équation vectorielle du mouvement (2ème loi de Newton);
(d) Rechercher le coefficient de frottement nécessaire pour que le
fauteuil reste à l’arrêt lorsque les roues sont bloquées ;
(e) Si le coefficient de frottement statique n’est que de 0,05, quel est l'angle d'inclinaison du
plan incliné nécessaire pour permettre au fauteuil de rester tout de même à l’équilibre ?
6. Frottements (Vrai ou faux) + justifications
(a) la force de frottement est constante pendant le mouvement quelle que soit la vitesse.
(b) la force de frottement n'est pas proportionnelle à la pression (perpendiculaire à la surface)
(c) plus les surfaces en contact sont étendues, plus la force de frottement de glissement est
élevée
(d) la force de frottement dépend de la nature des matériaux en contact
(e) la force de frottement ne dépend pas de l'état des surfaces en contact
(f) la force de frottement est plus faible au démarrage que pendant le mouvement
(g) le frottement de roulement est généralement plus faible que le frottement de glissement

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1cm
pivot
F3
F2
F4
F1
2cm
4cm
3cm
60°
30°
F5
F6
F7
Statique et équilibre des corps solides
7. Moment de force
Calculez, par rapport au pivot, le moment de chacune des forces ; leur intensité vaut 5 N.
M(F1) =
M(F2) =
M(F3) =
M(F4) =
M(F5) =
M(F6) =
M(F7) =
8. Centre de gravité
Soit trois corps de 4 kg, 8 kg et 12 kg respectivement attachés à une poutre. Cette dernière est
fixée au plafond par deux câbles. Les masses de la poutre et des câbles sont négligées.
(a) Représenter les forces sur un schéma.
(b) Que vaut le moment de chacun des poids par rapport au point d’attache P du 1er câble ?
(c) Quel est le poids total de ces trois corps ?
(d) Où se situe le centre de gravité ? (distance par rapport au point P)
5 cm
10 cm
4 k g
12 k g
8 k g
10 cm
P
1
2