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LFSM1109 - Biomécanique et analyse du système locomoteur
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Raul (1,75 m, 70 kg) lève sa jambe gauche latéralement, et crée un angle de 60° avec la verticale.
En levant sa jambe gauche, son centre de masse se déplace latéralement et se met d’aplomb au dessus du pied droit, afin de maintenir son équilibre dans la posture illustrée sur le schéma de gauche.
Afin d’aligner son centre de masse et son pied droit (considérons sa malléole externe), Raul incline sa jambe droite avec un certain angle 𝛼. Quelle est l’amplitude de l’angle 𝛼?
La masse des segments membres inférieurs et « tronc+tête+bras » (mMI, mTTB) et la position en x du centre de masse du membre inférieur gauche et du « tronc+tête+bras » (XMIG, XTTB) sont donnés dans le tableau de droite.
Le schéma de gauche représente le membre supérieur droit d’un sujet dont le bras de longueur L présente un angle β avec la verticale.
Sur base des tables anthropométrique, calculez les coordonnées en x du centre de masse du segment « avant-bras + main ».Michel est en salle de rééducation.
Il réalise un exercice pour renforcer la musculature de son membre inférieur droit par des contractions isométriques.
Pour cela, il se place dans la posture illustrée sur le dessin du haut à gauche. L’orientation des différents segments par rapport à la verticale ou par rapport au segment adjacent est décrite dans le schéma du bas à gauche et dans le tableau à droite.
Un poids de masse m est fixé au bout de la corde.
En considérant qu’il n’y a pas de friction dans les poulies, calculez la composante horizontale (Fcx) de la force que la corde exerce sur le pied.
Hugo (80 kg, 1,73m) marche sur sol plat à vitesse moyenne de 1,64m s
Voici ses courbes d’énergie potentielle (Ep ), énergie cinétique (E ) et énergie externe du centre de masse du corps (E ) durant un cycle de marche.
Les maximas et minimas de chaque tracé ainsi que l’instant (en ms) où ceux-ci apparaissent sont présentés dans le tableau.
Quel est le travail positif externe par unité de masse corporelle et par mètre ?
Pierre court à vitesse constante sur sol plat. Nous considérons son membre inférieur comme un unique segment «membre inférieur» de 10,48 kg.
A l’instant t où Pierre touche le sol, nous mesurons les forces de réaction du sol (Fx, Fy), le moment d’inertie de son membre inférieur I0, et l’accélération du centre de masse du membre inférieur (ax ; ay).
Que valent les
composantes en
Newton de la Joint
reaction
force (‘JRFx et JRFy’) au niveau de la hanche?
Jacques (70 kg) se laisse tomber depuis un rocher en étant suspendu à une corde de 4m.
Au départ (A), la corde et le corps de Jacques forment un angle θ de 55° avec la verticale. On considère que toute la masse du corps est ramenée au niveau du centre de masse corporel (COM), situé à 60 cm du bout de la corde. Le sujet garde la même position pendant tout le balancement.
Au point B, Jacques lâche la corde.
Calculez la vitesse du COM de Jacque à cet instant.
Quel est alors dans cette situation (moment musculaire maximal de 78 Nm) la force musculaire développée par les abducteurs de hanche ?
Pour rappel, on suppose :
· Sa jambe gauche formant un angle de 30° avec l’horizontale,
· Le membre inférieur gauche assimilable à un segment linéique,
· La masse du membre inférieur gauche égale à 12 kg,
· Le CM du membre inférieur gauche situé à 40 cm de l’articulation de la hanche dans l’axe du segment,
· L’insertion des muscles abducteurs (muscle équivalent) située à 10 cm de l’articulation de la hanche dans l’axe du segment,
· L’angle formé par le muscle équivalent et le fémur égal à 10°.
Le coach a estimé que de John-Hakim est capable de développer un moment maximal des abducteurs de 78 Nm. Pour s'entraîner 78 Nm, John-Hakim doit donc sur sa jambe gauche. Il ne dispose que de poids de 5kg à fixer sur sa jambe. Quelle est la meilleure solution pour arriver à un moment total de 78 Nm?
Pour rappel, on suppose :
· Sa jambe gauche formant un angle de 30° avec l’horizontale,
· Le membre inférieur gauche assimilable à un segment linéique,
· La masse du membre inférieur gauche égale à 12 kg,
· Le CM du membre inférieur gauche situé à 40 cm de l’articulation de la hanche dans l’axe du segment,
· L’insertion des muscles abducteurs (muscle équivalent) située à 10 cm de l’articulation de la hanche dans l’axe du segment,
· L’angle formé par le muscle équivalent et le fémur égal à 10°.
En effectuant l’équilibre des moments, calculez la norme de la force musculaire développée par les abducteurs de hanche.
Pour rappel, on
suppose :
· Sa jambe gauche formant un angle de 30° avec l’horizontale,
· Le membre inférieur gauche assimilable à un segment linéique,
· La masse du membre inférieur gauche égale à 12 kg,
· Le CM du membre inférieur gauche situé à 40 cm de l’articulation de la hanche dans l’axe du segment,
· L’insertion des muscles abducteurs (muscle équivalent) située à 10 cm de l’articulation de la hanche dans l’axe du segment,
· L’angle formé par le muscle équivalent et le fémur égal à 10°.
Calculez le moment musculaire exercé par les abducteurs au niveau de la hanche.
(Pour rappel, on suppose :
· Sa jambe gauche formant un angle de 30° avec l’horizontale,
· Le membre inférieur gauche assimilable à un segment linéique,
· La masse du membre inférieur gauche égale à 12 kg,
· Le CM du membre inférieur gauche situé à 40 cm de l’articulation de la hanche dans l’axe du segment,
· L’insertion des muscles abducteurs (muscle équivalent) située à 10 cm de l’articulation de la hanche dans l’axe du segment,
· L’angle formé par le muscle équivalent et le fémur égal à 10°.