Bras de levier - Biomécanique

[invitec619acd1]

Bonjour,

Je sèche sur un exercice peut être tout bête pour tous. J'ai trouvé des résultats mais je ne pense pas m'orienter vers quelque chose de juste. Voici l'exercice puis par la suite mes recherches :

Soit une presse à 45°. La masse est de 50kg. Les cuisses touchent le torse. Les tibias font un angle de 10° par rapport à l'axe de la presse. Le point O désigne le point de rotation des genoux. La force Fm des quadriceps s'exercent sur les tibias avec un bras de levier de 3 cm par rapport à O. La longueur de jambe (pieds-tibia) est de 50 cm.

1. Calculer la force exercée par la presse sur les pieds de l'athlète
2. Calculer la force musculaire des quadriceps.
3. Calculer la force articulaire des genoux due à la force exercée par la presse


Voici mes recherches où j'aurais besoin d'avoir votre avis (juste? faux?) et m'aider

1. J'ai appliqué ceci : P1 = Px cos(45) = 50x10 xcos(45) = 353 N

2. J'ai appliqué celà : Fm x3 - P1 x 50 =0 --> Fm = 5883 N (Et là je trouve cela trop énorme comme résultat et je vois pas de solutions....)

3. Je sèche totalement.


Pourriez-vous donc m'aider ?
Merci d'avance
-----

[LPFR]

Bonjour.
Je n'ai pas la moindre idée de la position que vous appelez "presse" (sauf que les genoux touchent le torse que vous indiquez).
Et sur Google, on ne trouve que les dossiers de presse avec [gymnastique presse].
Un dessin ou une image serait utile.
Et aussi un dessin avec la position des tendons et articulations.
Au revoir.

[invitec619acd1]

En gros ça donne ceci :

[LPFR]

Re.
1 - OK.
2 - le bras de levier de la force calculée en 1, n'est pas 50 cm. Si l'angle, au lieu d'être 10° était zéro, la force n'aurait aucun bras de levier. Le bras de levier d'une force est la distance entre l'axe de rotation (ici O) et la droite qui porte la force.
Ajoutez les forces et les bras de levier dans votre dessin et vous verrez mieux.
3 - Je ne connais pas la définition de "force articulaire". J'imagine que c'est la somme des forces dans la direction du fémur ou dans celle du tibia.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[Face2Rat]

Bonsoir,

La force articulaire est la force exercée par femur sur le tibia (ou réciproquement) au niveau de l'articulation du genou (en O)

En isolant le tibia

(1) la somme des forces : force exercée par la presse P1 (déjà calculée) + force de traction du quadriceps sur le tibia Fm + force de contact articulaire Fa = O (on est en statique)
(2) la sommes des moments: -M(P1)/O + M(Fm)/O = 0 (Fa passant par O ne produit pas de moment, par ailleurs il est fait l'hypothèse d'une liaison sans frottement donc pas de couple résistant à la rotation Tibia/femur)

M(P1)/O = P1 x (0.5) x sin(10°), (0.5 x sin(10°) étant le bras de levier de P1 par rapport à O)
M(Fm)/O = Fmx0.03

L'équation des moments (2) permet le déterminer la seule inconnue Fm, force exercée par le quadriceps, que l'on injecte ensuite dans l'équation des forces (1) pour déterminer la force de contact articulaire Fa. Je n'ai pas le temps de faire l'application numérique, mais il ne faut pas s'étonner de trouver des valeurs très supérieures à P1, le quadriceps devant exercer une force considérable pour équilibrer le tout car son insertion se trouve très près du genou (faible bras de levier).

Le schéma est troublant... ce que vous avez annoté "quadriceps" serait en fait, le fémur, et il faudrait ajouter de quoi matérialiser le tendon du quadriceps

J'espère avoir aidé...

[LPFR]

...
J'espère avoir aidé...

Bonjour Face2Rat.
Je ne pense pas qu'en faisant le problème à sa place vous ayez aidé Fizz.
Ce qui peut l'aider c'est de lui apprendre à le faire lui même.
Je vous invite à lire Exercices et Forum
Au revoir.

[Face2Rat]

Bonjour LPFR,

Désolé, je ne pensais pas avoir nui à "Fizz" et ruiné son éducation à ce point... je ne recommencerai plus, promis !
Ceci posé, ne le prenez pas mal mais à vrai dire, lorsque je demande "J'espère avoir aidé...", c'est surtout à lui que je m'adresse...

Au revoir

[LPFR]

...
Ceci posé, ne le prenez pas mal mais à vrai dire, lorsque je demande "J'espère avoir aidé...", c'est surtout à lui que je m'adresse...

Re.
Oui. Et quand je vous dis que ce n'est pas en lui faisant l'exercice que vous l'aidez, c'est à vous que je m'adresse.
Et c'est aussi à vous que je m'adresse quand je vous suggère de respecter la charte du forum, que vous avez accepté.
A+

[obi76]

Bonjour,

concernant l'aide pour les exercices, ce n'est pas la première fois que ça arrive. Il sagit juste que Face2rat soit mis au courant que cela ne recommence pas, voilà tout.

Pour la modération,

[Face2Rat]

Re aussi,

Re.
... je vous suggère de respecter la charte du forum, que vous avez accepté.
A+

... et moi je vous suggère d'adopter un ton un peu plus courtois... ça doit bien être marqué quelque part aussi sur la charte du forum.

... Et quand je vous dis que ce n'est pas en lui faisant l'exercice que vous l'aidez...

Si vous le voulez bien, on le laissera donner son avis, ce doit être un grand garçon... lui seul est à même de juger si ma contribution lui a été utile ou pas...

A+ aussi

[Face2Rat]

... Il sagit juste que Face2rat soit mis au courant que cela ne recommence pas, voilà tout.

Bonsoir obi76

Je ne recommencerai plus, je l'ai promis plus haut... Si je reconnais, et m'en excuse, avoir été un peu loin dans la résolution du problème (sans le résoudre complètement...), je ne pensais pas pour autant friser la correctionnelle...

Bien cordialement tout de même