Fiche de révision : Principes de biomécanique en locomotion

📋 Plan du Cours

1. Le rôle amortisseur du pied et des chaussures
2. Fréquence de forçage, fréquence naturelle et résonance
3. Facteur de qualité et fonction de raideur en résonance
4. Longueur de la foulée optimale
5. Modèle mécanique du muscle de Hill et composantes élastiques
6. Travail contre les forces de friction
7. Traînée de pression et écoulements laminaire, turbulent et intermédiaire
8. Résistances aérodynamiques en cyclisme et facteurs influents
9. Coefficient de friction dynamique en ski et forces verticales
10. Influence de la pression, diamètre, section, masse et structure des pneus
11. Effets de la nature du sol et de la température sur l’adhérence et la glisse
12. Interactions ski/patin et sol : film d’eau, métamorphose de la neige et histoire

📖 1. Le rôle amortisseur du pied et des chaussures

🔑 Notions clés & Définitions

• Frottement : Le frottement est une force dissipant de l'énergie sous forme de chaleur, contribuant à l'amortissement dans les mouvements oscillatoires ou locomoteurs.
• Absorption des chocs : L'absorption des chocs correspond à la capacité de la chaussure à réduire l'énergie transmise au corps lors de l'impact, diminuant ainsi le travail musculaire nécessaire pour amortir ces impacts.
• Travail d’amortissement : Le travail d’amortissement désigne l'énergie fournie par le coureur pour compenser la dissipation d'énergie lors de l'impact avec le sol, qui est diminuée grâce à l'action amortissante de la chaussure.
• À Avantages : PARTIE 2 Bras cinématique à Avantages : - Facile à mettre en œuvre - Utilisable aussi sur le terrain - Peu coûteux à Limites : - Vibrations des segments du bras cinétique - Hypothèse d’une localisation constante du centre de masse plutôt grossière Analyse d’image : à Avantages : - Analyse technique du geste sportif facilitée - Possibilité de recueillir un grand nombre de cycle à Limites : - Faible précision - Problèmes de transferts d’énergie - Dispositif coûteux Mais avec les portables, cela commence à devenir intéressant (de moins en moins cher, qualité d’images de mieux en mieux).
• Lame de carbone : C’est la lame de carbone présente dans les semelles des baskets qui permettent d’aller plus vite -> légèreté.

📝 Points essentiels

• Les forces de réaction au sol restent identiques quelle que soit la qualité d’amortissement des chaussures, mais le travail fourni par le coureur dans l’amortissement est diminué grâce à la chaussure.
• La lame de carbone dans les semelles des chaussures de course permet une meilleure absorption des chocs et une économie d’énergie de 4% pour le coureur.
• Le travail fourni par le coureur dans l’amortissement est diminué de 4%.
• Les forces de réaction sont les mêmes quelques soient les qualités d’amortissement des chaussures.

💡 À retenir

Les forces de réaction au sol restent identiques quelle que soit la qualité d’amortissement des chaussures, mais le travail fourni par le coureur dans l’amortissement est diminué grâce à la chaussure.

📖 2. Fréquence de forçage, fréquence naturelle et résonance

🔑 Notions clés & Définitions

• Fréquence de forçage : La fréquence de forçage correspond à la fréquence à laquelle une force externe est appliquée sur un système oscillant.
• Fréquence naturelle : La fréquence naturelle d’un système oscillant est déterminée par sa raideur et sa masse, influençant la vitesse propre de ses oscillations.

📝 Points essentiels

• La résonance survient lorsque la fréquence de forçage se rapproche de la fréquence naturelle, amplifiant les oscillations.
• La fréquence naturelle d’un système oscillant dépend de sa raideur (k), sa masse (m) et de la constante d’amortissement (b) : Plus on a une masse élevée et plus la fréquence va être basse.
• Quelle est sa fréquence naturelle ?

💡 À retenir

Comprendre la relation entre fréquence de forçage et fréquence naturelle est clé pour optimiser les performances biomécaniques via la résonance.

📖 3. Facteur de qualité et fonction de raideur en résonance

🔑 Notions clés & Définitions

• Facteur de qualité : Grandeur qui mesure la capacité d’un système oscillant à maintenir ses oscillations malgré la dissipation d’énergie due à l’amortissement.
• Fonction de raideur : Relation qui caractérise la force de rappel proportionnelle à la déformation dans un système oscillant.
• Constante d’amortissement : Paramètre qui détermine la vitesse à laquelle les oscillations s’atténuent dans un mouvement harmonique amorti, liée à la dissipation d’énergie par friction ou résistance.
• Raideur dans : La raideur dans un système oscillant correspond au rapport entre la force de rappel et la déformation, influençant la fréquence naturelle et la réponse dynamique.

📝 Points essentiels

• Le facteur de qualité mesure la capacité d’un système à maintenir ses oscillations en présence d’amortissement.
• La fonction de raideur caractérise la force de rappel proportionnelle à la déformation dans un système oscillant.
• La raideur est une force par déformation.

💡 À retenir

Le facteur de qualité mesure la capacité d’un système à maintenir ses oscillations en présence d’amortissement.

📖 4. Longueur de la foulée optimale

🔑 Notions clés & Définitions

• Fréquence d’enjambée : La fréquence d’enjambée correspond au nombre de pas effectués par seconde, et son optimum est la fréquence naturelle du système musculaire, ici évaluée à 2,6 Hz pour un coureur de 70 kg.
• Longueur d’équilibre : La longueur d’équilibre est la longueur de foulée optimale à laquelle la raideur musculaire et la constante d’amortissement sont adaptées pour une vitesse donnée, assurant une foulée efficace.
• Il faut : 5 conditions de fonctionnement optimal du cycle étirement-raccourcissement : Il faut : - Qu’il ait résonnance = la fréquence de forçage doit être en phase avec la fréquence naturelle - Que les muscles étirés soient actifs, sinon le stockage ne sera que modeste - Que l’étirement des muscles soit bref et dynamique (de 5 nanomètres, longueur d’une actine) - Qu’il y ait absence de délai entre étirement et raccourcissement - Que l’amortissement soit faible 70).
• Fréquence de foulée : Avec l’élastique, ils ont pu augmenter leur fréquence de foulée de + de 8% (permet de ramener plus rapidement la jambe libre).

📝 Points essentiels

• Une foulée plus courte et plus rapide peut être conseillée si la fréquence d’enjambée est inférieure à la fréquence naturelle, avec un travail spécifique pour augmenter la raideur et diminuer l’amortissement du pied.
• La fréquence naturelle d’un système oscillant dépend de sa raideur (k), sa masse (m) et de la constante d’amortissement (b) : Plus on a une masse élevée et plus la fréquence va être basse.
• Quelle est sa fréquence naturelle ?

💡 À retenir

L’optimisation de la foulée repose sur l’ajustement de la fréquence d’enjambée en fonction des propriétés mécaniques musculaires pour maximiser l’efficacité.

📖 5. Modèle mécanique du muscle de Hill et composantes élastiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Modèle mécanique du muscle : Un modèle développé par Hill en 1938 qui décrit le comportement musculaire en intégrant une fonction de raideur et d’amortissement, mettant en évidence les propriétés élastiques et contractiles du muscle ainsi que le stockage et la restitution d’énergie par les tendons.

📝 Points essentiels

• Le modèle mécanique de Hill intègre une fonction de raideur et d’amortissement pour décrire le comportement musculaire.
• Les composantes élastiques sont réparties à 50% dans les tendons et enveloppes conjonctives et 50% au sein de l’unité contractile musculaire.

💡 À retenir

Le modèle de Hill illustre comment les propriétés élastiques et contractiles du muscle interagissent pour moduler la force et l’amortissement.

📖 6. Travail contre les forces de friction

🔑 Notions clés & Définitions

• De pression : À Rugosité et trainée de pression : La surface rugueuse détermine un ralentissement des filets d’air à proximité, et ralentis l’air = filets d’air contournent mieux la forme
• Travail musculaire : Le travail musculaire désigne l'énergie fournie par les muscles pour générer un mouvement ou maintenir une posture, dont une partie est convertie en travail mécanique utile tandis que le reste est dissipé notamment par des forces internes.
• Rendement musculaire : Le rendement musculaire représente le rapport entre l'énergie mécanique utile produite et l'énergie musculaire totale consommée, qui est d'environ 24% dans le contexte de la locomotion.
• Forces de friction : Relativement faibles.

📝 Points essentiels

• SEMESTRE 2 Résistances aérodynamiques et de friction avec le sol : Dès que l’on va à haute vitesse (~60 km/h), 90/95% de l’énergie est utilisée pour la résistance à l’air. 1. Travail contre les forces de friction a. Portance Elle a une faible influence dans les locomotions terrestres en raison des faibles surfaces portantes, que l’on génère avec notre corps, mis à part le ski, où le buste utilise l’espace pour générer de la vitesse en se redressant à grande vitesse on peut se retourner le dos. C’est une force qui s’exprime dans le plan vertical. Il faut une grande vitesse et une grande surface pour que cette force s’exprime réellement. b. Traînée La trainée est une résistance aérodynamique. Elle a un rôle majeur pour les locomotions les plus rapides et dans la locomotion aquatique. C’est une force qui s’exprime dans le plan horizontal. On distingue deux types de résistance de trainée (frottement et pression). 2 types de résistances de traînée : - Frottement : c’est l’air qui vient au contact, qui ralenti en frottant sur la surface des vêtements et des équipements - Pression
• Seuls 24% de l’énergie musculaire sont convertis en travail mécanique utile, le reste étant dissipé notamment par les forces de friction internes.

💡 À retenir

La friction interne limite l’efficacité musculaire, rendant essentiel l’optimisation du travail musculaire pour réduire les pertes énergétiques.

📖 7. Traînée de pression et écoulements laminaire, turbulent et intermédiaire

🔑 Notions clés & Définitions

• De pression : Force exercée perpendiculairement sur une surface, influençant la résistance aérodynamique d’un corps en mouvement dans un fluide.
• Point de décollement : Est l’endroit où le fluide (air) n’arrive plus à coller au matériel.
• La couche limite : Est la zone entre un corps et le fluide environnant.

📝 Points essentiels

• La traînée de pression résulte de la dissymétrie des pressions autour d’un corps en mouvement dans un fluide, ce qui génère des vortex.
• L’écoulement laminaire se caractérise par des filets d’air parallèles et réguliers, tandis que l’écoulement turbulent est chaotique et énergétiquement coûteux.
• Le nombre de Reynolds permet de déterminer si l’écoulement autour d’un objet est laminaire, transitoire ou turbulent, en fonction des forces d’inertie et visqueuses.
• SEMESTRE 2 Résistances aérodynamiques et de friction avec le sol : Dès que l’on va à haute vitesse (~60 km/h), 90/95% de l’énergie est utilisée pour la résistance à l’air. 1. Travail contre les forces de friction a. Portance Elle a une faible influence dans les locomotions terrestres en raison des faibles surfaces portantes, que l’on génère avec notre corps, mis à part le ski, où le buste utilise l’espace pour générer de la vitesse en se redressant à grande vitesse on peut se retourner le dos. C’est une force qui s’exprime dans le plan vertical. Il faut une grande vitesse et une grande surface pour que cette force s’exprime réellement. b. Traînée La trainée est une résistance aérodynamique. Elle a un rôle majeur pour les locomotions les plus rapides et dans la locomotion aquatique. C’est une force qui s’exprime dans le plan horizontal. On distingue deux types de résistance de trainée (frottement et pression). 2 types de résistances de traînée : - Frottement : c’est l’air qui vient au contact, qui ralenti en frottant sur la surface des vêtements et des équipements - Pression
• Elle est liée à l’action des pressions sur toutes les surfaces d’un corps.

💡 À retenir

La traînée de pression résulte de la dissymétrie des pressions autour d’un corps en mouvement dans un fluide, ce qui génère des vortex.

📖 8. Résistances aérodynamiques en cyclisme et facteurs influents

🔑 Notions clés & Définitions

• Optimisation : Processus visant à réduire la surface frontale et le coefficient de traînée par l’ajustement de la posture, la forme corporelle et le choix des équipements en cyclisme.
• Résistance aérodynamique : Force qui s’oppose au déplacement d’un corps dans un fluide, dépendant principalement de la surface frontale, du coefficient de traînée, de la densité de l’air et de la vitesse.

📝 Points essentiels

• En cyclisme, 80% des résistances proviennent du cycliste lui-même, principalement liées à la surface frontale et au coefficient de traînée.
• La position du cycliste influence fortement la surface frontale et donc la résistance aérodynamique.
• La densité de l’air, dépendant de la pression barométrique et de la température, affecte la résistance aérodynamique.
• La résistance est proportionnelle à la surface.
• Surface frontale C’est l’ombre du cycliste.

💡 À retenir

En cyclisme, 80% des résistances proviennent du cycliste lui-même, principalement liées à la surface frontale et au coefficient de traînée.

📖 9. Coefficient de friction dynamique en ski et forces verticales

🔑 Notions clés & Définitions

• Coefficient de friction dynamique : Valeur mesurant la résistance au glissement entre deux surfaces en mouvement relatif, qui en ski varie selon la technique, notamment la position sur les carres ou à plat.

📝 Points essentiels

• Le coefficient de friction dynamique en ski dépend de la technique, notamment se mettre sur les carres pour accrocher ou à plat pour glisser.
• Les forces verticales, proportionnelles à la masse et à la gravité, influencent la résistance au roulement et la déformation du matériel.
• Une masse plus élevée augmente les résistances de roulement en ski.
• SEMESTRE 2 Résistances aérodynamiques et de friction avec le sol : Dès que l’on va à haute vitesse (~60 km/h), 90/95% de l’énergie est utilisée pour la résistance à l’air. 1. Travail contre les forces de friction a. Portance Elle a une faible influence dans les locomotions terrestres en raison des faibles surfaces portantes, que l’on génère avec notre corps, mis à part le ski, où le buste utilise l’espace pour générer de la vitesse en se redressant à grande vitesse on peut se retourner le dos. C’est une force qui s’exprime dans le plan vertical. Il faut une grande vitesse et une grande surface pour que cette force s’exprime réellement. b. Traînée La trainée est une résistance aérodynamique. Elle a un rôle majeur pour les locomotions les plus rapides et dans la locomotion aquatique. C’est une force qui s’exprime dans le plan horizontal. On distingue deux types de résistance de trainée (frottement et pression). 2 types de résistances de traînée : - Frottement : c’est l’air qui vient au contact, qui ralenti en frottant sur la surface des vêtements et des équipements - Pression
• Si on veut diminuer les résistances de roulement il faut une roue en acier sur une piste en acier, mais on ne peut pas tourner (virages). f. Phénomène d’hystérésis Pour les matériaux parfaitement élastiques, il n’y a pas de pertes hystérétiques (pertes très faibles). Pour les matériaux peu élastiques, il y a beaucoup de pertes hystérétiques. Le sable, la boue, neige augmentent les résistances de roulement ; car la surface sur laquelle on roule se déforme. Donc plus on charge le vélo, plus il va s’enfoncer et plus il va y avoir de résistances de roulement. Le phénomène correspond à une perte d’énergie cinétique qui se transforme en énergie thermique (ex : grains de sable qui vont se frotter et se déplacer). La déformation de ces surfaces sont non réversibles. Nous avons ce phénomène dans le corps grâce aux tendons : on stocke et on restitue presque gratuitement l’E sous forme de travail élastique avec les tendons. g. Ellipse de contact à Pression de 8 bars : Résistance de roulement optimale parce que la force verticale est toujours la même et vu qu’il y a très peu de déformation, elle est donc peu excentrée par rapport à l’axe central de la roue. Pour un petit ∆x et Fz = faible moment négatif. à Pression de 2 bars : Il y a des résistances de roulement marquées, car il y a une grande ellipse de contact. En appuyant sur la pédale, je déforme mon pneu et donc la force verticale

💡 À retenir

Le coefficient de friction dynamique en ski dépend de la technique, notamment se mettre sur les carres pour accrocher ou à plat pour glisser.

📖 10. Influence de la pression, diamètre, section, masse et structure des pneus

🔑 Notions clés & Définitions

• Pression pneumatique : Pression de l'air à l'intérieur d'un pneu, dont la valeur influence la déformation du pneu, la résistance au roulement et la consommation d'énergie.

📝 Points essentiels

• Une pression pneumatique insuffisante (<6 bars) augmente significativement la consommation d’énergie et la résistance au roulement.
• Les roues de grand diamètre réduisent la déformation du pneu et améliorent l’amortissement, mais augmentent la masse.
• Une section de pneu trop fine déplace la force verticale par rapport au point de contact, retardant le mouvement et diminuant la performance.
• Une masse de pneu plus lourde accroît les résistances au roulement.
• SEMESTRE 2 Résistances aérodynamiques et de friction avec le sol : Dès que l’on va à haute vitesse (~60 km/h), 90/95% de l’énergie est utilisée pour la résistance à l’air. 1. Travail contre les forces de friction a. Portance Elle a une faible influence dans les locomotions terrestres en raison des faibles surfaces portantes, que l’on génère avec notre corps, mis à part le ski, où le buste utilise l’espace pour générer de la vitesse en se redressant à grande vitesse on peut se retourner le dos. C’est une force qui s’exprime dans le plan vertical. Il faut une grande vitesse et une grande surface pour que cette force s’exprime réellement. b. Traînée La trainée est une résistance aérodynamique. Elle a un rôle majeur pour les locomotions les plus rapides et dans la locomotion aquatique. C’est une force qui s’exprime dans le plan horizontal. On distingue deux types de résistance de trainée (frottement et pression). 2 types de résistances de traînée : - Frottement : c’est l’air qui vient au contact, qui ralenti en frottant sur la surface des vêtements et des équipements - Pression
• Si on veut diminuer les résistances de roulement il faut une roue en acier sur une piste en acier, mais on ne peut pas tourner (virages). f. Phénomène d’hystérésis Pour les matériaux parfaitement élastiques, il n’y a pas de pertes hystérétiques (pertes très faibles). Pour les matériaux peu élastiques, il y a beaucoup de pertes hystérétiques. Le sable, la boue, neige augmentent les résistances de roulement ; car la surface sur laquelle on roule se déforme. Donc plus on charge le vélo, plus il va s’enfoncer et plus il va y avoir de résistances de roulement. Le phénomène correspond à une perte d’énergie cinétique qui se transforme en énergie thermique (ex : grains de sable qui vont se frotter et se déplacer). La déformation de ces surfaces sont non réversibles. Nous avons ce phénomène dans le corps grâce aux tendons : on stocke et on restitue presque gratuitement l’E sous forme de travail élastique avec les tendons. g. Ellipse de contact à Pression de 8 bars : Résistance de roulement optimale parce que la force verticale est toujours la même et vu qu’il y a très peu de déformation, elle est donc peu excentrée par rapport à l’axe central de la roue. Pour un petit ∆x et Fz = faible moment négatif. à Pression de 2 bars : Il y a des résistances de roulement marquées, car il y a une grande ellipse de contact. En appuyant sur la pédale, je déforme mon pneu et donc la force verticale

💡 À retenir

Une pression pneumatique insuffisante (<6 bars) augmente significativement la consommation d’énergie et la résistance au roulement.

📖 11. Effets de la nature du sol et de la température sur l’adhérence et la glisse

🔑 Notions clés & Définitions

• Solide contre liquide : Situation où un solide glisse sur une surface partiellement liquide, comme de la neige fondue, ce qui entraîne une faible glisse et des résistances de roulement élevées.
• Nature du sol : Caractéristique du matériau de surface, notamment s'il est solide ou partiellement liquide, qui influence la glisse, par exemple une neige collante génère de fortes résistances au roulement.
• Température : Facteur qui modifie la métamorphose de la neige, affectant la formation d'un film d'eau et influençant ainsi les conditions d’adhérence et de glisse.

📝 Points essentiels

• La nature du sol (solide contre liquide) détermine la glisse : neige collante génère de fortes résistances au roulement.
• La glisse avec peaux de phoque est optimale entre -2°C et -5°C, mais diminue fortement à -20°C.
• La température influence la métamorphose de la neige et donc les conditions d’adhérence et de glisse.

💡 À retenir

L’interaction entre la nature du sol et la température conditionne les performances d’adhérence et de glisse en sports de neige.

📖 12. Interactions ski/patin et sol : film d’eau, métamorphose de la neige et histoire

🔑 Notions clés & Définitions

• Film d’eau : Couche d'eau qui se forme entre le ski ou patin et la neige, assurant une lubrification qui permet une glisse optimale en réduisant la friction.
• Métamorphose de la neige : Processus de transformation de la structure du manteau neigeux, modifiant sa stabilité et sa capacité de glisse, influencé par des facteurs comme la température et la quantité de neige.
• Neige entre : Couche de neige ou de glace qui peut se former ou se transformer entre le ski ou patin et la surface neigeuse, affectant la glisse et l'adhérence.
• Épaisseur du film : Dimension de la couche d'eau entre le ski ou patin et la neige, dont une épaisseur optimale diminue les résistances de friction et améliore la glisse.

📝 Points essentiels

• Le film d’eau entre le ski ou patin et la neige joue un rôle clé dans la glisse et l’adhérence.
• L’histoire de la locomotion sur neige remonte à 542 avec l’invention des planches, illustrant l’évolution des techniques d’adaptation au milieu.

💡 À retenir

La compréhension des interactions physiques et historiques entre ski, patin et neige est essentielle pour optimiser la performance sur neige.

🧩 Compléments de couverture

1. Détail source à réviser : BIOMÉCANIQUE PARTIE 2 Bras cinématique à Avantages : - Facile à mettre en œuvre - Utilisable aussi sur le terrain - Peu coûteux à Limites : - Vibrations des segments du bras cinétique - Hypothèse d’une localisation const (Source: "BIOMÉCANIQUE PARTIE 2 Bras cinématique à Avantages : - Facile à mettre en œuvre - Utilisable aussi sur le terrain - Peu coûteux à Limites : - Vibrations des segments du bras cinétique - Hypothèse d’une localisation constante du centre de masse plutôt grossière Analyse d’image : à Avantages : - Analyse technique du geste sportif facilitée - Possibilité de")
2. Détail source à réviser : b. Coût mécanique interne 𝐶!"# à en J/kg/m 0,8 à constante des caractéristiques anthropométriques Sf à fréquence de foulée (Hz) V à vitesse de déplacement (m/s) d à temps de contact sur la période du cycle (s) 𝐶"# = 0 _(Source: "b. Coût mécanique interne 𝐶!"# à en J/kg/m 0,8 à constante des caractéristiques anthropométriques Sf à fréquence de foulée (Hz) V à vitesse de déplacement (m/s) d à temps de contact sur la période du cycle (s) 𝐶"# = 0,8 × 𝑆𝑓 × 𝑣 × (1 + ( 𝑑 1 − 𝑑)%) Le coût mécanique interne augmente avec la fréquence et la vitesse. L’équation est valable pour la")_
3. Détail source à réviser : extrémités sont plus légères - Leur rapport longueur des membres inférieurs/taille plus élevé, ce qui réduit le nombre de foulées - Plus grande aptitude au travail élastique (type kangourou, rebondir) - L’orientation de (Source: "extrémités sont plus légères - Leur rapport longueur des membres inférieurs/taille plus élevé, ce qui réduit le nombre de foulées - Plus grande aptitude au travail élastique (type kangourou, rebondir) - L’orientation de leurs fibres (angle), parallèles à l’axe du muscle, et donc en faveur de leur vitesse de contraction (+ rapide). d. Le coup de l’élastique")
4. Détail source à réviser : avec 20 flexion/extension par min et repos en bas à 6min de Rebond avec 20 flexion/extension par min et repos en haut. On consomme moins d’énergie dès lors qu’on rebondit, lorsqu’on met sous tension les muscles et pour q (Source: "avec 20 flexion/extension par min et repos en bas à 6min de Rebond avec 20 flexion/extension par min et repos en haut. On consomme moins d’énergie dès lors qu’on rebondit, lorsqu’on met sous tension les muscles et pour qu’on restitue l’énergie au repos. Les muscles stockent de l’énergie en plus d’en produire. Les oiseaux ont un mécanisme de")
5. Détail source à réviser : (∆𝐿). 3 La raideur augmente avec la vitesse. c. Relation force/longueur Les prothèses bilatérales (2 jambes) sont très efficaces pour la récupération d’énergie même si elles sont moins raides que les jambes indemnes. El (Source: "(∆𝐿). 3 La raideur augmente avec la vitesse. c. Relation force/longueur Les prothèses bilatérales (2 jambes) sont très efficaces pour la récupération d’énergie même si elles sont moins raides que les jambes indemnes. Elles sont très souples. d. Le travail élastique 1) Stockage-restitution d’énergie élastique ? chaussure de course Kényane Brigid Kosgei a")
6. Détail source à réviser : 60% de l’énergie est récupérée. La puissance mécanique est faible et la puissance consommée est proportionnelle avec un rendement proche de 25%. Lors de la course, la récupération de l’impulsion dans le plan vertical grâ (Source: "60% de l’énergie est récupérée. La puissance mécanique est faible et la puissance consommée est proportionnelle avec un rendement proche de 25%. Lors de la course, la récupération de l’impulsion dans le plan vertical grâce à la fonction de raideur, peut atteindre 80%. Mais le travail dans le plan vertical est largement inférieur à celui dans le plan")
7. Détail source à réviser : et transmettre la force. Notre pied est plus efficace que celui des grands singes car il restitue mieux l’énergie. 3) Des chaussures à ressort ? La masse des chaussures est plus importante : - W interne est augmentée - D (Source: "et transmettre la force. Notre pied est plus efficace que celui des grands singes car il restitue mieux l’énergie. 3) Des chaussures à ressort ? La masse des chaussures est plus importante : - W interne est augmentée - Diminution de la longueur de foulée à diminution de l’économie de déplacement et de la stabilité des performances Stockage et restitution")
8. Détail source à réviser : résultat. 4 Si on veut entretenir un mouvement sur un système amorti, il faut injecter de l’énergie au bon moment = fréquence de forçage, pour qu’elle soit en accord avec la force naturelle de vibration. 6) Fréquence nat (Source: "résultat. 4 Si on veut entretenir un mouvement sur un système amorti, il faut injecter de l’énergie au bon moment = fréquence de forçage, pour qu’elle soit en accord avec la force naturelle de vibration. 6) Fréquence naturelle La fréquence naturelle (fn) d’un système oscillant dépend de sa raideur (k) et de sa masse (m) : Plus on est musclé et plus on a une")
9. Détail source à réviser : forme de situation en raison de l’élasticité de la plupart des objets. Ex : Un pont de chemin de fer s’est écroulé à cause d’une encoche dans une roue qui aurait créé un phénomène de résonance. Ou encore, casser des verr (Source: "forme de situation en raison de l’élasticité de la plupart des objets. Ex : Un pont de chemin de fer s’est écroulé à cause d’une encoche dans une roue qui aurait créé un phénomène de résonance. Ou encore, casser des verres en chantant à une fréquence très proche de la fn du verre. 8) Facteur de qualité de la résonnance • Amortisseur : c’est l’énergie qui")
10. Détail source à réviser : et un d’amortissement : x à position par rapport à la longueur d’équilibre (m) k à raideur (N/m) b à constante d’amortissement (N/m/s) 𝐹()**%+-> c’est la force qui ramène la masse vers sa longueur d’équilibre 𝐹),(#!-- _(Source: "et un d’amortissement : x à position par rapport à la longueur d’équilibre (m) k à raideur (N/m) b à constante d’amortissement (N/m/s) 𝐹()**%+-> c’est la force qui ramène la masse vers sa longueur d’équilibre 𝐹),(#!--%,"# -> friction avec l’air de la masse qui se déplace avec une vitesse importante F = 𝑭𝒓𝒂𝒑𝒑𝒆𝒍 + 𝑭𝒂𝒎𝒐𝒓𝒕𝒊𝒔𝒔𝒆𝒎𝒏𝒕 F =")_
11. Détail source à réviser : est absorbée par les muscles extenseur des membres inférieurs si bien qu’aucune oscillation ne survient. En vélo tout-terrain, le système d’amortissement est encore plus complexe car s’ajoutent les amortisseurs mécanique (Source: "est absorbée par les muscles extenseur des membres inférieurs si bien qu’aucune oscillation ne survient. En vélo tout-terrain, le système d’amortissement est encore plus complexe car s’ajoutent les amortisseurs mécaniques. Un cycliste debout sur les pédales est dans la position où il a le meilleur amortissement, ce qui permet d’avoir une tête plus stable.")
12. Détail source à réviser : < Fnaturelle On peut lui conseiller un exercice pour une foulée plus courte et plus rapide ; et un travail spécifique de pied afin d’augmenter la raideur et diminuer l’amortissement. La raideur est une force par déformat (Source: "< Fnaturelle On peut lui conseiller un exercice pour une foulée plus courte et plus rapide ; et un travail spécifique de pied afin d’augmenter la raideur et diminuer l’amortissement. La raideur est une force par déformation. 12) Modèle mécanique du muscle Hill, 1938. C’est lui qui a mis en avant cette fonction de raideur et d’amortissement. Il a mis en")
13. Détail source à réviser : étirements, sinon cela risque de lâcher (≈5 nano mètres). La titine équipe également le muscle cardiaque, il va donc pratiquement travailler tout le temps gratuitement (loi de Starling). 15) Travail des composantes élast (Source: "étirements, sinon cela risque de lâcher (≈5 nano mètres). La titine équipe également le muscle cardiaque, il va donc pratiquement travailler tout le temps gratuitement (loi de Starling). 15) Travail des composantes élastiques - Évidences expérimentales - Modèle masse-ressort avec mouvement harmonique simple/amorti - Modèle mécanique du muscle - Définition")
14. Détail source à réviser : et raccourcissement - Que l’amortissement soit faible 17) Régulation de la raideur 1 : pré-activation L’activité éclectique est très présente dans la phase excentrique. Un moyen de savoir si on a un bon stockage d’énergi (Source: "et raccourcissement - Que l’amortissement soit faible 17) Régulation de la raideur 1 : pré-activation L’activité éclectique est très présente dans la phase excentrique. Un moyen de savoir si on a un bon stockage d’énergie c’est d’avoir beaucoup d’activité électrique en excentrique, et pas beaucoup en concentrique. 2 : réflexe d’étirement Boucle du")
15. Détail source à réviser : bondissantes, cerceaux (bondissements horizontaux) - Skipping - Travail de pied : diminution du temps de contact, de la phase de freinage et de l’amplitude du genou/hanche + augmentation de la raideur des membres inférie (Source: "bondissantes, cerceaux (bondissements horizontaux) - Skipping - Travail de pied : diminution du temps de contact, de la phase de freinage et de l’amplitude du genou/hanche + augmentation de la raideur des membres inférieurs et du travail de la cheville 8 BIOMÉCANIQUE SEMESTRE 2 Résistances aérodynamiques et de friction avec le sol : Dès que l’on va à")
16. Détail source à réviser : On distingue deux types de résistance de trainée (frottement et pression). 2 types de résistances de traînée : - Frottement : c’est l’air qui vient au contact, qui ralenti en frottant sur la surface des vêtements et des (Source: "On distingue deux types de résistance de trainée (frottement et pression). 2 types de résistances de traînée : - Frottement : c’est l’air qui vient au contact, qui ralenti en frottant sur la surface des vêtements et des équipements - Pression 1) Trainée de frottement ou de friction Les filets d’air à proximité des parois de l’objet en mouvement sont")
17. Détail source à réviser : et le fluide environnant. A l’intérieur de la couche limite, il y a des filets d’air qui frottent entre eux, c’est- à-dire que l’énergie est dissipée sous forme de friction. Donc finalement, on perd de l’énergie cinétiqu (Source: "et le fluide environnant. A l’intérieur de la couche limite, il y a des filets d’air qui frottent entre eux, c’est- à-dire que l’énergie est dissipée sous forme de friction. Donc finalement, on perd de l’énergie cinétique et donc de la vitesse (à proximité de la surface de l’objet). • Point de décollement : est l’endroit où le fluide (air) n’arrive plus à")
18. Détail source à réviser : et en arrière du corps en mouvement, entraîne la création de vortex. Plus un corps s’écarte d’une plaque mince (s’épaissit), plus la trainée de frottement va devenir moindre et plus la trainée de pression va prendre une (Source: "et en arrière du corps en mouvement, entraîne la création de vortex. Plus un corps s’écarte d’une plaque mince (s’épaissit), plus la trainée de frottement va devenir moindre et plus la trainée de pression va prendre une part importante. C’est une dysmétrie de pression entre l’avant et l’arrière. Il y a une surpression devant et une dépression à l’arrière.")
19. Détail source à réviser : de pression. Forme de l’objet et importance de la dépression : La forme de l’objet a une importance sur la traînée de pression. Le point de décollement doit être le plus loin en arrière pour minimiser la traînée de press (Source: "de pression. Forme de l’objet et importance de la dépression : La forme de l’objet a une importance sur la traînée de pression. Le point de décollement doit être le plus loin en arrière pour minimiser la traînée de pression. C’est le point où on va passer un régime turbulent. Les filets d’air suivent plus facilement le profil et le point de")
20. Détail source à réviser : ou turbulent. Il représente le rapport adimensionnel entre les forces d’inertie (vitesse, masse, accélération) et les forces visqueuses (matière du fluide et forme de l’objet). C’est une mesure pour apprécier l’écoulemen (Source: "ou turbulent. Il représente le rapport adimensionnel entre les forces d’inertie (vitesse, masse, accélération) et les forces visqueuses (matière du fluide et forme de l’objet). C’est une mesure pour apprécier l’écoulement des filets d’air. Plus on va vite et plus le nombre de Reynolds augmente. A une constante près le nombre de Reynolds dépend de")
21. Détail source à réviser : un courant. Le nombre de Reynolds est supérieur à 10 000. Après le dos du cycliste, le trou d’air est turbulent. 3) Intermédiaire Entre 2 000 et 10 000 Reynolds, on parle d’écoulement intermédiaire. Ce n’est pas un réel (Source: "un courant. Le nombre de Reynolds est supérieur à 10 000. Après le dos du cycliste, le trou d’air est turbulent. 3) Intermédiaire Entre 2 000 et 10 000 Reynolds, on parle d’écoulement intermédiaire. Ce n’est pas un réel courant mais plutôt une transition entre l’écoulement laminaire et turbulent. Juste après la fin du dos du cycliste, l’air est")
22. Détail source à réviser : Les cyclistes cherchent maintenant à être efficaces avec le vent de côté, avec des petites « ailes » sur le bord des roues. 11 à La forme des casques : Il n’existe pas un casque toujours meilleur que les autres en raison (Source: "Les cyclistes cherchent maintenant à être efficaces avec le vent de côté, avec des petites « ailes » sur le bord des roues. 11 à La forme des casques : Il n’existe pas un casque toujours meilleur que les autres en raison de la direction variable du vent et des mouvements de la tête. Le fait de passer du casque classique (loisir) à un casque")
23. Détail source à réviser : x v2 Calcul de résistances aérodynamiques Calcul de puissance aérodynamique V = 53 km/h ; SCx = 0,19 ; p = 1,22 (elle est de 1 à 1 000m d’altitude) Donc, Ra = 0,5 x SCx x p x v² = 0,5 x 0,19 x 1,22 x (53/3,6)² = 25 N W’= (Source: "x v2 Calcul de résistances aérodynamiques Calcul de puissance aérodynamique V = 53 km/h ; SCx = 0,19 ; p = 1,22 (elle est de 1 à 1 000m d’altitude) Donc, Ra = 0,5 x SCx x p x v² = 0,5 x 0,19 x 1,22 x (53/3,6)² = 25 N W’= F x v = 25 x (53/3,6) = 370W Rendement musculaire Calcul puissance consommée Il n’y a que 24% de l’énergie musculaire qui va en énergie")
24. Détail source à réviser : du cycliste, la vitesse du vent atmosphérique et de son angle B (bêta) par rapport à la trajectoire du cycliste. Le vent réel frappe le cycliste par le côté, mais le vent que le cycliste sens s’appliquer sur lui est le v (Source: "du cycliste, la vitesse du vent atmosphérique et de son angle B (bêta) par rapport à la trajectoire du cycliste. Le vent réel frappe le cycliste par le côté, mais le vent que le cycliste sens s’appliquer sur lui est le vent apparent (résultante du vent réel et du vent relatif). à Vitesse apparente, vent apparent (Va), des filets d’air sur le cycliste")
25. Détail source à réviser : x p x v2 La zone critique atteinte en cyclisme est de 50 km/h. Différents Cx : - Sphère : objet rond type balle de tennis. Elle subit une traînée d’intensité modérée. = 0,47 - Aile d’avion : la forme de l’aile réduit la (Source: "x p x v2 La zone critique atteinte en cyclisme est de 50 km/h. Différents Cx : - Sphère : objet rond type balle de tennis. Elle subit une traînée d’intensité modérée. = 0,47 - Aile d’avion : la forme de l’aile réduit la traînée. = 0,04 - Carré : les objets plats avec des bords carrés. Ils subissent une traînée de grande intensité. = 1,8 Une surface")
26. Détail source à réviser : de 760 mmHg et T de 273 kelvin (0°C), p0 = 1,229 kg.m-3. Si on veut tenter une perf il faut le faire quand il fait chaud car BP doit être basse pour une performance optimale. Locomotion terrestre Locomotion aquatique Ra (Source: "de 760 mmHg et T de 273 kelvin (0°C), p0 = 1,229 kg.m-3. Si on veut tenter une perf il faut le faire quand il fait chaud car BP doit être basse pour une performance optimale. Locomotion terrestre Locomotion aquatique Ra = 0,5SCxpv² = 0,50,31,22(1) ² = 0,18 N C’est une valeur très faible. Ra = 0,5SCxpv² = 0,50,21000(1) ² = 100 N Résistance et")
27. Détail source à réviser : moins de résistances aérodynamiques et c’est plus léger. à Francis Faure dès le début du 20ème siècle atteint 45,1 km/h au vélodrome de Paris en 1933. Il se déplaçait comme ça pour aller travailler à l’usine. Entre le re (Source: "moins de résistances aérodynamiques et c’est plus léger. à Francis Faure dès le début du 20ème siècle atteint 45,1 km/h au vélodrome de Paris en 1933. Il se déplaçait comme ça pour aller travailler à l’usine. Entre le record de vitesse homme et le record femme, il y a une différence de 14% : 56,375 km/h ; 48,159 km/h. c’est le pourcentage d’hémoglobine qui")
28. Détail source à réviser : pneumatique on a gagné du roulement. L’évolution des performances est due principalement à un travail musculaire qui s’effectue à une vitesse proche de celle optimale (Vcontraction aux alentours de 0,25). Le vélo est le (Source: "pneumatique on a gagné du roulement. L’évolution des performances est due principalement à un travail musculaire qui s’effectue à une vitesse proche de celle optimale (Vcontraction aux alentours de 0,25). Le vélo est le mode de locomotion le plus intelligent qu’on puisse penser. à Différence de coût énergétique : Pour une même puissance en marche on est à")
29. Détail source à réviser : pétrolier, la révolution des populations contre l’envahissement automobile (1960-70). Il y a de plus en plus de zone aménagée dans les villes européennes, et le vélo est de retour dans de plus en plus de grandes villes o (Source: "pétrolier, la révolution des populations contre l’envahissement automobile (1960-70). Il y a de plus en plus de zone aménagée dans les villes européennes, et le vélo est de retour dans de plus en plus de grandes villes occidentales (correspond surtout à une baisse du trafic auto). Le vélo électrique : 51% des vélos sont électriques. L’intérêt est qu’on")
30. Détail source à réviser : sur les carres internes (libérer le tunnel d’air entre les jambes) - Améliorer l’écoulement de l’air entre les membres inférieurs c. Optimisation du matériel à Profile des tubes, carénage, position des accessoires à L’in (Source: "sur les carres internes (libérer le tunnel d’air entre les jambes) - Améliorer l’écoulement de l’air entre les membres inférieurs c. Optimisation du matériel à Profile des tubes, carénage, position des accessoires à L’incidence : Plus l’incidence est importante, plus RA est grand. Pour éviter l’incidence ou la diminuer, il faut éviter les tubes et segments")
31. Détail source à réviser : à Part relative de la trainée de pression et de frottement : Plus les objets sont profilés, plus la traînée de pression est réduite et plus la part relative de traînée de frottement augmente. La locomotion humaine ressem (Source: "à Part relative de la trainée de pression et de frottement : Plus les objets sont profilés, plus la traînée de pression est réduite et plus la part relative de traînée de frottement augmente. La locomotion humaine ressemble plutôt à ce cas. L’orientation des segments corporels détermine la part relative des traînées change à Il y a donc un design")
32. Détail source à réviser : sont majorées. Mais, la traînée de pression diminue car l’air est ralenti et donc suit plus facilement les formes de l’objet en mouvement -> Dépression à l’arrière est diminuée et l’athlète traine moins d’air. 15 à Appli (Source: "sont majorées. Mais, la traînée de pression diminue car l’air est ralenti et donc suit plus facilement les formes de l’objet en mouvement -> Dépression à l’arrière est diminuée et l’athlète traine moins d’air. 15 à Application en cyclisme : L’étirement du tissu tricoté augmente sa rugosité de surface et diminue les résistances aérodynamique (mais peut")
33. Détail source à réviser : 30% supérieur avec des vêtements amples en flanelle - Dès le 19ème siècle, vêtements en coton près du corps - Dès les années 70, apparition des combinaisons en lycra Une combinaison intégrale en lycra recouvre la aussi l (Source: "30% supérieur avec des vêtements amples en flanelle - Dès le 19ème siècle, vêtements en coton près du corps - Dès les années 70, apparition des combinaisons en lycra Une combinaison intégrale en lycra recouvre la aussi les chaussures, les mains et la tête diminue de 11% la traînée par rapport à une combinaison courte. Des chaussettes inappropriées")
34. Détail source à réviser : suiveuse peut littéralement pousser le cycliste. Il y a une zone de surpression à l’avant, ce qui faisait avancer le cycliste en le « poussant ». Le bénéfice est de 14% à 1m. A 10m, il n’y a plus d’effet. Il y a un bénéf (Source: "suiveuse peut littéralement pousser le cycliste. Il y a une zone de surpression à l’avant, ce qui faisait avancer le cycliste en le « poussant ». Le bénéfice est de 14% à 1m. A 10m, il n’y a plus d’effet. Il y a un bénéfice de 1min40 à 1m sur une distance de 20km. A 2m, le bénéfice est réduit de moitié. à Ajout de pression à l’arrière des véhicules : On")
35. Détail source à réviser : 20% (à 3300m d’altitude) est compensé par la diminution de RA. 16 Il y a un effet positif dans le sprint (métabolisme anaérobie peu affecté), mais négatif à partir du 400m. à Drafting : Les oiseaux migrateurs s’économise (Source: "20% (à 3300m d’altitude) est compensé par la diminution de RA. 16 Il y a un effet positif dans le sprint (métabolisme anaérobie peu affecté), mais négatif à partir du 400m. à Drafting : Les oiseaux migrateurs s’économisent comme ça. En cycliste, il y a des bénéfices de 30 à 60% sur les résistances ; mais il faut être prêt -> à plus de 1,5m il n’y a plus")
36. Détail source à réviser : Vent de côté 3°/5° : Gros effet sur le bénéfice à drafter en l’absence de décalage. Le travail du leader diminue (SCx diminué) légèrement lorsqu’il est suivi (immédiatement derrière). Ça enlève une partie de la traînée d (Source: "Vent de côté 3°/5° : Gros effet sur le bénéfice à drafter en l’absence de décalage. Le travail du leader diminue (SCx diminué) légèrement lorsqu’il est suivi (immédiatement derrière). Ça enlève une partie de la traînée de dépression derrière lui. SCx augmente de 0,18m2 à 0,21m2, lorsque la distance des 10 à 100cm (reste 38% de bénéfice à 1m). Le")
37. Détail source à réviser : conditionne la distance à Intéressant de mettre son ski dans la trace du précédent (car neige un peu réchau à Le mythe d’Icare : Le 23 avril 1988, Kanellos Kanellopoulos a parcouru une distance de 119km (en deltaplane) d (Source: "conditionne la distance à Intéressant de mettre son ski dans la trace du précédent (car neige un peu réchau à Le mythe d’Icare : Le 23 avril 1988, Kanellos Kanellopoulos a parcouru une distance de 119km (en deltaplane) de la Crète jusqu’à l’île de Santorin en 3h55. 17 à Effet Magnus : Découvert par Magnus, physicien allemand, permettant notamment")
38. Détail source à réviser : majeur de la performance (ski alpin SCx/m, cyclisme patinage ((V’O2maxf) /SCx). L’essentiel de l’énergie est dépensé pour la lutte contre les résistances de l’air. (f = fraction de VO2max soutenue) Quand on est skieur, _(Source: "majeur de la performance (ski alpin SCx/m, cyclisme patinage ((V’O2maxf) /SCx). L’essentiel de l’énergie est dépensé pour la lutte contre les résistances de l’air. (f = fraction de VO2max soutenue) Quand on est skieur, il faut un SCx le plus petit possible et une masse la plus élevée possible. En course à pied pour des vitesses de sprint, RA ne peut")_
39. Détail source à réviser : se mettre sur les cars pour accrocher et se mettre à plat pour bien glisser. b. Les résistances de roulement Elles sont liées aux résistances de friction : ce sont les résistances de contact avec le sol. Origine : - Défo (Source: "se mettre sur les cars pour accrocher et se mettre à plat pour bien glisser. b. Les résistances de roulement Elles sont liées aux résistances de friction : ce sont les résistances de contact avec le sol. Origine : - Déformation du pneumatique, plus il y a de gravier plus le pneumatique va être déformé (notion de frottement) - Friction entre les")
40. Détail source à réviser : numérique : Cycliste 90kg avec vélo de 10kg qui va à 50km/h et boyaux gonflés à 10bars (Cr = 0,004), Rr ? Rr = 0,004 x (90+10) x 10 4N = 400g c. Facteurs des résistances de roulement 1) Vitesse Pour les locomotions humai (Source: "numérique : Cycliste 90kg avec vélo de 10kg qui va à 50km/h et boyaux gonflés à 10bars (Cr = 0,004), Rr ? Rr = 0,004 x (90+10) x 10 4N = 400g c. Facteurs des résistances de roulement 1) Vitesse Pour les locomotions humaines, les Rr sont indépendantes de la vitesse (v). Rr dépend très légèrement de la vitesse lorsqu’on est à très haute vitesse")
41. Détail source à réviser : élastiques). Mais l’inconvénient c’est qu’elles sont plus lourdes La déformation va être majeure dans le cas d’une petite roue car angle plus important. 5) Section du pneu Il ne faut pas un pneu avec une section (largeur (Source: "élastiques). Mais l’inconvénient c’est qu’elles sont plus lourdes La déformation va être majeure dans le cas d’une petite roue car angle plus important. 5) Section du pneu Il ne faut pas un pneu avec une section (largeur) trop fine. Un 23mm est bien, car avec un pneu trop fin -> Fz est décalé de façon massive par rapport au point de contact des forces")
42. Détail source à réviser : plus de puissance pour avancer. Il y a un compromis à trouver entre des bons crampons pour accrocher et des pneus lisses pour bien rouler. 9) Température à Effet de la montée en température Quand on chauffe les pneus, le (Source: "plus de puissance pour avancer. Il y a un compromis à trouver entre des bons crampons pour accrocher et des pneus lisses pour bien rouler. 9) Température à Effet de la montée en température Quand on chauffe les pneus, les pneus sont plus « mous » et l’adhérence au sol est meilleure. L’échauffement des pneus permet une montée en pression et donc une")
43. Détail source à réviser : La force du sol est un peu décalée par rapport au centre de la roue : déformation sur l’ellipse de contact = force négative. Le moment de force s’oppose au déplacement : Fz x ∆x Pour diminuer la déformation de l’ellipse (Source: "La force du sol est un peu décalée par rapport au centre de la roue : déformation sur l’ellipse de contact = force négative. Le moment de force s’oppose au déplacement : Fz x ∆x Pour diminuer la déformation de l’ellipse il faut bien gonfler ses pneus. Il y a une relation entre la force, la déformation et l’hystérésis (= évolution qui ne suit pas")
44. Détail source à réviser : un solide et ce n’est pas efficace et c’est coûteux. 2) 3 grands types d’interface entre le ski/patin et le sol (1) Solide contre solide : friction élevée et donc faible glisse 20 (2) Solide contre solide + eau : lubrifi (Source: "un solide et ce n’est pas efficace et c’est coûteux. 2) 3 grands types d’interface entre le ski/patin et le sol (1) Solide contre solide : friction élevée et donc faible glisse 20 (2) Solide contre solide + eau : lubrification et donc glisse optimale. L’avant du ski chauffe les cristaux (formation à métamorphose = cristaux deviennent des petites billes)")
45. Détail source à réviser : prennent une place trop importante. 4) Métamorphose de la neige Entre 1969-70 il était tombé 32m de neige cumulée à l’Alpe d’huez. Cela faisait 8m de neige tassée (facteur de 4). Les couches de neige se transforment en f (Source: "prennent une place trop importante. 4) Métamorphose de la neige Entre 1969-70 il était tombé 32m de neige cumulée à l’Alpe d’huez. Cela faisait 8m de neige tassée (facteur de 4). Les couches de neige se transforment en fonction de la température et du poids de la neige. 5) Instabilité du manteau neigeux - Poids du manteau neigeux : plus il y a d’épaisseur")
46. Détail source à réviser : dans la neige. Au fil du temps on améliorait la glisse en améliorant la taille des skis, la raideur (pour une neige plus dure), cambrure pour la répartition des forces, traitement de surface, brulage, fart, semelle, poly (Source: "dans la neige. Au fil du temps on améliorait la glisse en améliorant la taille des skis, la raideur (pour une neige plus dure), cambrure pour la répartition des forces, traitement de surface, brulage, fart, semelle, polymères hautes densité hydrophobes (paraffine), rainurage, fluor. On a amélioré le coût énergétique en réduisant le poids : piste damée avec")
47. Détail source à réviser : standardisées / grande précision et reproductibilité - Inconvénients : Interaction sol – véhicule / Mesure statique (pas de traînée de ventilation ni de mouvement de pédalage) / Coûte cher 2) Mesure des résistances total (Source: "standardisées / grande précision et reproductibilité - Inconvénients : Interaction sol – véhicule / Mesure statique (pas de traînée de ventilation ni de mouvement de pédalage) / Coûte cher 2) Mesure des résistances totales au déplacement Rt = 0,5 x SCx x p x v2 + Rr Plus on se penche en avant et qu’on améliore notre aérodynamisme = moins les")
48. Détail source à réviser : a. Plantigrade VS digitigrade Chez les oiseaux, l’os entre la cheville et les orteils, le tarsométatarse, est plus long que les chez les humains et sert d’équivalent fonctionnel à notre tibia (Source: "a. Plantigrade VS digitigrade Chez les oiseaux, l’os entre la cheville et les orteils, le tarsométatarse, est plus long que les chez les humains et sert d’équivalent fonctionnel à notre tibia")
49. Détail source à réviser : libre - En facilitant une course à haute fréquence - En minimisant le travail interne pour une fréquence donnée - En minimisant le travail externe grâce à l’augmentation de la fréquence qui devient possible - En minimisa (Source: "libre - En facilitant une course à haute fréquence - En minimisant le travail interne pour une fréquence donnée - En minimisant le travail externe grâce à l’augmentation de la fréquence qui devient possible - En minimisant les décélérations du centre de masse 6. Travail élastique a. Expérience Thys et al à 6min de No rebond avec 20 flexion/extension par m...")
50. Détail source à réviser : d. Le travail élastique 1) Stockage-restitution d’énergie élastique (Source: "d. Le travail élastique 1) Stockage-restitution d’énergie élastique")
51. Détail source à réviser : 5) Fréquence de forçage et résonnance Lorsque la fréquence de forçage se rapproche de la fréquence naturelle : - L’amplitude s’accroît - Économie d’énergie pour une amplitude d’oscillation donnée - Résonnance entre la fr (Source: "5) Fréquence de forçage et résonnance Lorsque la fréquence de forçage se rapproche de la fréquence naturelle : - L’amplitude s’accroît - Économie d’énergie pour une amplitude d’oscillation donnée - Résonnance entre la fréquence de vibration naturelle du système et la fréquence de forçage")
52. Détail source à réviser : 8) Facteur de qualité de la résonnance • Amortisseur : c’est l’énergie qui est dissipée sous forme de chaleur en fonction de la vitesse Plus l’amortissement est faible, meilleure est la qualité de la résonnance (Source: "8) Facteur de qualité de la résonnance • Amortisseur : c’est l’énergie qui est dissipée sous forme de chaleur en fonction de la vitesse Plus l’amortissement est faible, meilleure est la qualité de la résonnance")
53. Détail source à réviser : 11) Longueur de la foulée optimale Passages de course sur une plate-forme de force : Une raideur de 25 kN/m, une constante d’amortissement de 1 kN/s/m et une fréquence d’enjambée de 2,6 Hz à sa vitesse spécifique de cour (Source: "11) Longueur de la foulée optimale Passages de course sur une plate-forme de force : Une raideur de 25 kN/m, une constante d’amortissement de 1 kN/s/m et une fréquence d’enjambée de 2,6 Hz à sa vitesse spécifique de course ont été obtenues (70 kg)")
54. Détail source à réviser : 17) Régulation de la raideur 1 : pré-activation L’activité éclectique est très présente dans la phase excentrique (Source: "17) Régulation de la raideur 1 : pré-activation L’activité éclectique est très présente dans la phase excentrique")
55. Détail source à réviser : 1) Trainée de frottement ou de friction Les filets d’air à proximité des parois de l’objet en mouvement sont ralentis en raison d’un phénomène de friction (Source: "1) Trainée de frottement ou de friction Les filets d’air à proximité des parois de l’objet en mouvement sont ralentis en raison d’un phénomène de friction")
56. Détail source à réviser : 2) Traînée de pression La trainée de pression est liée à la forme de l’objet qui travers le fluide (Source: "2) Traînée de pression La trainée de pression est liée à la forme de l’objet qui travers le fluide")
57. Détail source à réviser : 2) Turbulent L’écoulement turbulent est l’exact opposé de l’écoulement laminaire : c’est un milieu très couteux si on veut se déplacer (Source: "2) Turbulent L’écoulement turbulent est l’exact opposé de l’écoulement laminaire : c’est un milieu très couteux si on veut se déplacer")
58. Détail source à réviser : 4) Résistance aérodynamiques en cyclisme En cyclisme, 80% des résistance viennent du cycliste lui-même et seulement 20% du vélo, d’où l’importance d’avoir une bonne position et une bonne combinaison (Source: "4) Résistance aérodynamiques en cyclisme En cyclisme, 80% des résistance viennent du cycliste lui-même et seulement 20% du vélo, d’où l’importance d’avoir une bonne position et une bonne combinaison")
59. Détail source à réviser : l n’y a que 24% de l’énergie musculaire qui va en énergie mécanique, jusqu’à la roue arrière n = W’méca / E Donc, E = W’méca / n = 370/0,24 = 1542 W Consommation en oxygène (VO2) Consommation maximale en oxygène (VO2max) (Source: "l n’y a que 24% de l’énergie musculaire qui va en énergie mécanique, jusqu’à la roue arrière n = W’méca / E Donc, E = W’méca / n = 370/0,24 = 1542 W Consommation en oxygène (VO2) Consommation maximale en oxygène (VO2max) VO2 = (E/EqO2) /m + VO2repos = ((1542 x 60) /21,3) /65 + 5 = 72 ml/min/kg VO2max = VO2/0,9 = 72/0,9 = 80 ml/min/kg e. La vitesse Les rés...")
60. Détail source à réviser : Différents SCx : - Position contre la montre = 0,25 m2 - Position course normale = 0,35 m2 - Position balade, relevé = 0,71 m2 2. Facteurs de RA (suite) a. Densité de l’air La densité de l’air (en kg.m-3) dépend de la pr (Source: "Différents SCx : - Position contre la montre = 0,25 m2 - Position course normale = 0,35 m2 - Position balade, relevé = 0,71 m2 2. Facteurs de RA (suite) a. Densité de l’air La densité de l’air (en kg.m-3) dépend de la pression barométrique du lieu (PB en mmHg) et de la température (T en degrés en degré Celsius) : p = p0 * (BP/760)*(273/T) Où p0 est la den...")
61. Détail source à réviser : 1950 : travail, vacances… car il est de moins en moins cher (moins en moins d’heures de travail) (Source: "1950 : travail, vacances… car il est de moins en moins cher (moins en moins d’heures de travail)")
62. Détail source à réviser : c. Optimisation du matériel à Profile des tubes, carénage, position des accessoires à L’incidence : Plus l’incidence est importante, plus RA est grand (Source: "c. Optimisation du matériel à Profile des tubes, carénage, position des accessoires à L’incidence : Plus l’incidence est importante, plus RA est grand")
63. Détail source à réviser : à Rugosité et trainée de pression : La surface rugueuse détermine un ralentissement des filets d’air à proximité, et ralentis l’air = filets d’air contournent mieux la forme = Plus faible traînée de pression (Source: "à Rugosité et trainée de pression : La surface rugueuse détermine un ralentissement des filets d’air à proximité, et ralentis l’air = filets d’air contournent mieux la forme = Plus faible traînée de pression")
64. Détail source à réviser : 24. à Application en natation : Ils ont tenté de faire des combinaisons comme des écailles de poissons (Source: "24. à Application en natation : Ils ont tenté de faire des combinaisons comme des écailles de poissons")
65. Détail source à réviser : En cycliste, il y a des bénéfices de 30 à 60% sur les résistances ; mais il faut être prêt -> à plus de 1,5m il n’y a plus de bénéfice (Source: "En cycliste, il y a des bénéfices de 30 à 60% sur les résistances ; mais il faut être prêt -> à plus de 1,5m il n’y a plus de bénéfice")
66. Détail source à réviser : b. Les résistances de roulement Elles sont liées aux résistances de friction : ce sont les résistances de contact avec le sol (Source: "b. Les résistances de roulement Elles sont liées aux résistances de friction : ce sont les résistances de contact avec le sol")
67. Détail source à réviser : 4) Diamètre des roues Il faut prendre des roues de grands diamètres : plus c’est grand mieux c’est ; parce que l’ellipse de contact sera plus faible que celle d’une roue avec un plus petit diamètre (angle plus faible) + (Source: "4) Diamètre des roues Il faut prendre des roues de grands diamètres : plus c’est grand mieux c’est ; parce que l’ellipse de contact sera plus faible que celle d’une roue avec un plus petit diamètre (angle plus faible) + elles amortissent mieux (+ élastiques)")
68. Détail source à réviser : 7) Structure pneumatique Plus il y a de crampons sur les pneus, plus ceux-ci vont se déformer au passage de l’ellipse au sol et donc moins ça roule (Source: "7) Structure pneumatique Plus il y a de crampons sur les pneus, plus ceux-ci vont se déformer au passage de l’ellipse au sol et donc moins ça roule")
69. Détail source à réviser : 2) 3 grands types d’interface entre le ski/patin et le sol (1) Solide contre solide : friction élevée et donc faible glisse 20 (2) Solide contre solide + eau : lubrification et donc glisse optimale (Source: "2) 3 grands types d’interface entre le ski/patin et le sol (1) Solide contre solide : friction élevée et donc faible glisse 20 (2) Solide contre solide + eau : lubrification et donc glisse optimale")
70. Détail source à réviser : 4) Métamorphose de la neige Entre 1969-70 il était tombé 32m de neige cumulée à l’Alpe d’huez (Source: "4) Métamorphose de la neige Entre 1969-70 il était tombé 32m de neige cumulée à l’Alpe d’huez")
71. Détail source à réviser : 2) Mesure des résistances totales au déplacement Rt = 0,5 x SCx x p x v2 + Rr Plus on se penche en avant et qu’on améliore notre aérodynamisme = moins les résistances totales augmenteront avec celle de la vitesse (en tra (Source: "2) Mesure des résistances totales au déplacement Rt = 0,5 x SCx x p x v2 + Rr Plus on se penche en avant et qu’on améliore notre aérodynamisme = moins les résistances totales augmenteront avec celle de la vitesse (en traction)")
72. Détail source à réviser : 1542 W Consommation en oxygène (VO2) Consommation maximale en oxygène (VO2max) VO2 = (E/EqO2) /m + VO2repos = ((1542 x 60) /21,3) /65 + 5 = 72 ml/min/kg VO2max = VO2/0,9 = 72/0,9 = 80 ml/min/kg e (Source: "1542 W Consommation en oxygène (VO2) Consommation maximale en oxygène (VO2max) VO2 = (E/EqO2) /m + VO2repos = ((1542 x 60) /21,3) /65 + 5 = 72 ml/min/kg VO2max = VO2/0,9 = 72/0,9 = 80 ml/min/kg e")
73. Détail source à réviser : d. Ellipse de contact et friction Avec une pression de 8bar, si la pression est quasi-optimal, l’angle avec le sol est petit donc la déformation est faible (Source: "d. Ellipse de contact et friction Avec une pression de 8bar, si la pression est quasi-optimal, l’angle avec le sol est petit donc la déformation est faible")
74. Détail source à réviser : 3) Épaisseur du film d’eau Il existe une épaisseur optimale et qui va diminuer les résistances de friction : neige entre -2 et -5°C (solide contre solide + liquide) (Source: "3) Épaisseur du film d’eau Il existe une épaisseur optimale et qui va diminuer les résistances de friction : neige entre -2 et -5°C (solide contre solide + liquide)")
75. Détail source à réviser : h. La glisse – résistance de friction ski/neige On mesure les coefficients de friction dynamique et statique (Source: "h. La glisse – résistance de friction ski/neige On mesure les coefficients de friction dynamique et statique")
76. Détail source à réviser : 1) Glisse des peaux de phoque La glisse avec les peaux de phoque est bonne entre -2 et -5°C (Source: "1) Glisse des peaux de phoque La glisse avec les peaux de phoque est bonne entre -2 et -5°C")
77. Détail source à réviser : 1969-70 il était tombé 32m de neige cumulée à l’Alpe d’huez (Source: "1969-70 il était tombé 32m de neige cumulée à l’Alpe d’huez")
78. Détail source à réviser : 1950-75, effondrement du cyclisme utilitaire en ville car remplacé par les 2 roues à moteur, ceci à lieu dans toutes les villes d’Europe (Source: "1950-75, effondrement du cyclisme utilitaire en ville car remplacé par les 2 roues à moteur, ceci à lieu dans toutes les villes d’Europe")
79. Détail source à réviser : 5) Instabilité du manteau neigeux - Poids du manteau neigeux : plus il y a d’épaisseur importante, plus la neige est lourde - Pente de la montagne - Sous-couche instable à Plaque de vent friable et montée sur coussins d’ (Source: "5) Instabilité du manteau neigeux - Poids du manteau neigeux : plus il y a d’épaisseur importante, plus la neige est lourde - Pente de la montagne - Sous-couche instable à Plaque de vent friable et montée sur coussins d’air à Gobelets sans cohésion suite à un gradient de température important à Gains ronds ou fins 6) Gradient de température La neige, dess...")
80. Détail source à réviser : Rr = 0,004 x (90+10) x 10 4N = 400g c. Facteurs des résistances de roulement 1) Vitesse Pour les locomotions humaines, les Rr sont indépendantes de la vitesse (v). Rr dépend très légèrement de la vitesse lorsqu’on est à (Source: "Rr = 0,004 x (90+10) x 10 4N = 400g c. Facteurs des résistances de roulement 1) Vitesse Pour les locomotions humaines, les Rr sont indépendantes de la vitesse (v). Rr dépend très légèrement de la vitesse lorsqu’on est à très haute vitesse (surtout pour l’automobile). 2) Force verticale m x g Elles sont dépendantes de m x g. Plus on est lourd et plus il y...")
81. Détail source à réviser : 6) Fréquence naturelle La fréquence naturelle (fn) d’un système oscillant dépend de sa raideur (k) et de sa masse (m) : Plus on est musclé et plus on a une fréquence de foulée qui entre en phase avec notre fréquence de r (Source: "6) Fréquence naturelle La fréquence naturelle (fn) d’un système oscillant dépend de sa raideur (k) et de sa masse (m) : Plus on est musclé et plus on a une fréquence de foulée qui entre en phase avec notre fréquence de résonnance, et donc plus on est efficace")
82. Détail source à réviser : 9) Fonction de raideur et d’amortissement Le signal de force entre la phase de freinage et de poussée peut être décrite par : - La force de la raideur verticale - La force d’amortissement 5 10) Mouvement harmonique amort (Source: "9) Fonction de raideur et d’amortissement Le signal de force entre la phase de freinage et de poussée peut être décrite par : - La force de la raideur verticale - La force d’amortissement 5 10) Mouvement harmonique amorti ð Oscillation amortie L’amplitude de n’importe quel ressort ou pendule réel en mouvement diminue de façon progressive jusqu’à ce que le...")
83. Détail source à réviser : 13) Composantes élastiques Il y a : - 50% de tendons et enveloppes conjonctives - 50% au sein de l’unité contractile, de la myosine elle-même On retrouve de l’énergie élastique stockée : - Au niveau du sub-fragment 1 de (Source: "13) Composantes élastiques Il y a : - 50% de tendons et enveloppes conjonctives - 50% au sein de l’unité contractile, de la myosine elle-même On retrouve de l’énergie élastique stockée : - Au niveau du sub-fragment 1 de myosine (S1) - Au niveau du domaine de conversion du sub-fragment de myosine (S2) 14) Raideur/tension passive Il y a 194 têtes de myosine...")
84. Détail source à réviser : 15) Travail des composantes élastiques - Évidences expérimentales - Modèle masse-ressort avec mouvement harmonique simple/amorti - Modèle mécanique du muscle - Définition du cycle étirement-raccourcissement - Régulation (Source: "15) Travail des composantes élastiques - Évidences expérimentales - Modèle masse-ressort avec mouvement harmonique simple/amorti - Modèle mécanique du muscle - Définition du cycle étirement-raccourcissement - Régulation de la raideur - Implication dans le domaine de l’entraînement 16) Cycle étirement-raccourcissement C’est pendant la flexion dorsale que l...")
85. Détail source à réviser : 3) Pression pneumatique Plus la pression des pneus est faible et plus on consomme d’essence (Source: "3) Pression pneumatique Plus la pression des pneus est faible et plus on consomme d’essence")
86. Détail source à réviser : 9) Température à Effet de la montée en température Quand on chauffe les pneus, les pneus sont plus « mous » et l’adhérence au sol est meilleure (Source: "9) Température à Effet de la montée en température Quand on chauffe les pneus, les pneus sont plus « mous » et l’adhérence au sol est meilleure")
87. Détail source à réviser : 7) Histoire de la locomotion sur la neige En 542, les hommes avaient déjà l’idée d’inventer des planches pour leur permettre de se déplacer et de continuer à chasser dans la neige (Source: "7) Histoire de la locomotion sur la neige En 542, les hommes avaient déjà l’idée d’inventer des planches pour leur permettre de se déplacer et de continuer à chasser dans la neige")
88. Détail source à réviser : i. Méthodes de mesure des résistances 1) Soufflerie C’est un circuit vertical qui va miner des vitesses sur le cyclisme (Source: "i. Méthodes de mesure des résistances 1) Soufflerie C’est un circuit vertical qui va miner des vitesses sur le cyclisme")
89. Détail source à réviser : 18) Optimisation du travail élastique - Musculation lourde (plus on a de masse musculaire, plus on a de têtes de myosine disponibles, plus on est élastique) - Plyométrie, sauts verticaux, corde à sauter (exercice qui con (Source: "18) Optimisation du travail élastique - Musculation lourde (plus on a de masse musculaire, plus on a de têtes de myosine disponibles, plus on est élastique) - Plyométrie, sauts verticaux, corde à sauter (exercice qui contraignent le muscle à des efforts contraignants pour les muscles et à répétition, bondissements verticaux) - Bondissements, foulées bondi...")
90. Détail source à réviser : 60) /21,3) /65 + 5 = 72 ml/min/kg VO2max = VO2/0,9 = 72/0,9 = 80 ml/min/kg e (Source: "60) /21,3) /65 + 5 = 72 ml/min/kg VO2max = VO2/0,9 = 72/0,9 = 80 ml/min/kg e")
91. Détail source à réviser : g) - Les résistances de roulement (Rr) sont indépendantes de la vitesse - Les caractéristiques générales du pneumatique sont résumées par le coefficient de roulement (Cr) Rr = Cr x m x g 18 (Rr = N / m = kg / g = m/s²) A (Source: "g) - Les résistances de roulement (Rr) sont indépendantes de la vitesse - Les caractéristiques générales du pneumatique sont résumées par le coefficient de roulement (Cr) Rr = Cr x m x g 18 (Rr = N / m = kg / g = m/s²) Application numérique : Cycliste 90kg avec vélo de 10kg qui va à 50km/h et boyaux gonflés à 10bars (Cr = 0,004), Rr")
92. Détail source à réviser : 8) Nature du sol à En VTT et en côte Le meilleur pneu est celui qui a une masse faible, une petite bande de roulement et une hauteur optimale de crampons (Source: "8) Nature du sol à En VTT et en côte Le meilleur pneu est celui qui a une masse faible, une petite bande de roulement et une hauteur optimale de crampons")
93. Détail source à réviser : e. Déformation du pneumatique La déformation pneumatique est soit en compression ou en dilatation (Source: "e. Déformation du pneumatique La déformation pneumatique est soit en compression ou en dilatation")
94. Détail source à réviser : 1880, on avait une forme de bicyclette stabilisée, proche de celle d’aujourd’hui (Source: "1880, on avait une forme de bicyclette stabilisée, proche de celle d’aujourd’hui")
95. Détail source à réviser : 23 avril 1988, Kanellos Kanellopoulos a parcouru une distance de 119km (en deltaplane) de la Crète jusqu’à l’île de Santorin en 3h55 (Source: "23 avril 1988, Kanellos Kanellopoulos a parcouru une distance de 119km (en deltaplane) de la Crète jusqu’à l’île de Santorin en 3h55")
96. Détail source à réviser : b. Modèle masse/ressort C’est un mouvement harmonique simple (amorti, car au bout d’un moment l’amplitude va diminuer) (Source: "b. Modèle masse/ressort C’est un mouvement harmonique simple (amorti, car au bout d’un moment l’amplitude va diminuer)")

📅 Repères chronologiques

📊 Tableaux de Synthèse

Comparaison des résistances en cyclisme et course à pied

⚠️ Pièges & Confusions Fréquentes

1. Confusion entre amortissement musculaire et amortissement chaussure
2. Mélanger résistance aérodynamique et résistance au roulement
3. Sous-estimer l'impact de la pression des pneus sur la résistance au roulement
4. Confondre fréquence de forçage et fréquence naturelle dans la modulation du mouvement
5. Ignorer l'effet de la température et du sol sur l'adhérence et la glisse
6. Confusion entre forces de friction statique et dynamique
7. Mélanger les effets de la longueur de foulée et de la cadence sur la performance

✅ Checklist Examen

1. Comprendre le rôle amortisseur du pied et des chaussures
2. Maîtriser la notion de fréquence de forçage et de fréquence naturelle
3. Savoir calculer le facteur de qualité en résonance
4. Connaître la longueur de foulée optimale
5. Comprendre le modèle mécanique de Hill et ses composantes
6. Analyser les forces de friction et de traînée en mouvement
7. Évaluer l'influence de la pression et de la structure des pneus
8. Étudier l'effet du sol et de la température sur l'adhérence et la glisse