La physique du karaté - Olympiades de Physique France

Finale Nationale des Olympiades de Physique
Vendredi 28 janvier 2005
Au musée du Conservatoire National des Arts et Métiers
Claire FROISSART, Marion HERMAND, François REGNIER, Guillaume SERRET
Présentent

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SOMMAIRE Page :
INTRODUCTION …1
I – Présentation des arts martiaux …2
Historique
Un art martial particulier le VIET VO DAO
Arts martiaux et casse
II – La simulation de casse d’une planche …5
Lancés manuels, visualisation d’une casse (1ères interprétations)
Construction de la maquette
Premiers essais, premiers échecs
Changement de support et explications
Mesure expérimentale de l’énergie nécessaire pour casser une planche
III – Le mouvement du bras …9
A) approche théorique
B) approche expérimentale
IV – La mécanique des chocs …12
A) Approche théorique
B) Approche expérimentale
1) Le choc des pendules
2) Mouvement d’une balle de ping-pong et d’une balle de golf
V - Comment une planche casse-t-elle ? …22
A) Résistance des matériaux, généralités
B) Le cas du bois
C) Phénomène de Navier
1) Description du phénomène de Navier
2) Mise en évidence expérimentale
3) Mesure du phénomène.
D) Expérience en statique
E) La planche casse-t-elle instantanément ?
F) Pourquoi la main ne se brise pas ?
VI – La casse réelle « multi-planches » …37
A) La nécessité des entretoises
B) Essais avec des « projectiles »
C) La casse à la main.
Conclusion …42
Ce que nous ont apporté les Olympiades de Physique(1,2,3 et4) …43
Documents annexes …56
Annexe I : le mouvement circulaire
Annexe II : vitesse et changement de repère
Annexe III : exercice d’oral de polytechnique
Annexe IV : un capteur d’accélération le ADXL190EM-1

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INTRODUCTION
La télévision, depuis de nombreuses années, diffuse énormément de scènes de
combats. De grands noms en sont sortis, ce qui nous a fait découvrir de nombreuses
facettes des sports de combats, et nous a permis de relever les questions de notre
enfance telles que : « Qui de Batman ou de Superman est le plus fort ? »
Et après ces deux héros :
Qui de John Wayne ou de Bruce Lee est le plus fort ?
Et c’est donc à cette dernière question que nous allons tenter de répondre. Pour cela il
aurait fallu étudier les arts martiaux en général. Malheureusement les critères qui font
la victoire lors d’un match sont trop nombreux et, pour la plupart, impossibles à
quantifier. C’est pourquoi nous nous intéresserons particulièrement à la casse qui est
d’autant plus spectaculaire ...
« Pourquoi avons-nous choisi ce sujet ? »
Nous quatre, aimant le sport, et nous intéressant plus particulièrement aux sports
de combat, nous nous sommes rapprochés des clubs de karaté et autres arts martiaux.
Et c’est au cours de recherches sur ces sports que la casse nous a intrigués. Les
professeurs de physique nous ayant, au préalable, parlé des Olympiades, nous avons
trouvé ce sujet, à priori simple, intéressant ; mais il s’est vite avéré plus complexe qu’il
n’en avait l’air.

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Nous nous sommes lancés dans la physique du karaté mais sur Boulogne sur Mer
seul un Club de Viet-Vo-Dao pratiquait la casse. Nous avons donc rencontré Thomas
TRAN, un pratiquant du Viet-Vo-Dao, ceinture rouge deuxième Dan. Il nous a expliqué le
principe de la casse, à savoir qu’il s’agit de quelque chose d’impressionnant mais qui reste
relativement simple dans le principe. Néanmoins pratiquer une casse sans expérience de
l’art martial peut provoquer des séquelles graves. En effet, lors de manifestations,
certains pratiquants, sans expérience suffisante et pour impressionner le public, cassent
leurs battes ou autre, entraînant parfois des hématomes voire des blessures. Aussi, un
temps de concentration trop long ne sert à rien, en effet, celui-ci ne doit durer qu’un
court instant. Il faut donc se méfier des « casseurs de spectacle ».
Thomas nous a également appris deux distinctions de casse : la casse passive et la
casse active, que nous détaillerons ci-après. C’est la casse active que nous allons étudier.