Même travail pour une distance parcourue à deux vitesses différentes ?

[shokin]

Salut à toutes et à tous,

Si une personne parcourt, à pied, tout droit, un chemin plat de 5 km (ou quelque autre distance), effectue-t-elle le même travail si elle le parcourt à une vitesse de 4 km/h et si elle le parcourt à une vitesse de 8 km/h (ou quelque autre vitesse différente) ?

Même question pour un chemin en pente droite.

Admettons qu'elle pèse 60 kg tout compris (corps, vêtements, affaires) et qu'il n'y a pas de vent.

Pour l'instant, je pose la question du point de vue physique seulement (pas biologique).
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[LPFR]

Bonjour.
Du point de vue physique, le travail ne dépend que de la différence de hauteur du centre de gravité avant et après. Ceci en négligeant la résistance aérodynamique.

Côté biologique, il est très difficile de répondre à cette question. Une personne n'est pas un robot dont on peut calculer les forces et le travail effectué.
Nous dépensons de l'énergie en marchant à niveau, ou en montant une pente et même en la descendant.
Je dirais que les mêmes mouvements demandent plus de travail à grande vitesse qu'à faible vitesse. Car on ne récupère pas l'énergie cinétique de nos membres.
Au revoir.

[invite07941352]

Bonjour,
Et donc, du point de vue physique, il n'y a travail que pour le chemin en pente et ce travail est égal au produit de la force-poids par la hauteur gagnée .

[chwebij]

bonjour

Je pense qu'il est préférable de calculer l'énergie via la puissance utilisée par la formule



avec le temps de l'effort, qui est avec L la distance parcourue et V la vitesse.

Il reste à détailler la puissance. Si cette puissance était linéaire et constante, l'énergie utilisée par le coureur est indépendant de la vitesse, mais on sait que ce n'est pas toujours le cas.

Par exemple, la puissance aérodynamique est quadratique en vitesse à faible vitesse et cubique à haute vitesse. De même, l'efficacité énergétique du corps humain n'est sans doute pas linéaire en vitesse.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite34567123333]

Pour l'instant, je pose la question du point de vue physique seulement (pas biologique).

D'un point de vue physique et en négligeant les frottements de l'air et autres :

- Le travail est nul quelle que soit la vitesse en pente nulle.
- Le travail est positif (moteur) en pente ascendante quelle que soit la vitesse (W=mgh).
Ce qui change avec la vitesse, c'est la puissance fournie.

D'un point de vue biologique, l'homme est une machine qui dépense beaucoup d'énergie, même quant il ne fournit aucun travail utile, certains plus que d'autres

[shokin]

Merci pour vos réponses.

Bonjour,
Et donc, du point de vue physique, il n'y a travail que pour le chemin en pente et ce travail est égal au produit de la force-poids par la hauteur gagnée .

Donc une formule du genre ?

Ou du genre celle qu'utilise chwebij ?

avec le temps de l'effort, qui est avec L la distance parcourue et V la vitesse.

[nlm.nlm]

Oui le travail est le même puisque le travail du poids ne dépend pas du chemin suivi mais uniquement des points de depart et d'arrivée

Après si on considère le coureur comme un système déformable , peut être que les travaux des forces intérieures vont changer la donne

@+

[LPFR]

Donc une formule du genre ?

Ou du genre celle qu'utilise chwebij ?

Bonjour.
Les deux reviennent au même.
Mais celle de chwebij, est plus compliquée à calculer.
AAu revoir.

[invite34567123333]

Merci pour vos réponses.

Donc une formule du genre ?

Ou du genre celle qu'utilise chwebij ?

Pour ce cas très simple, une formule très simple (E=mgh) suffit amplement

Elle découle d'ailleurs tout simplement de la seconde, adaptée à des cas plus complexes.

[shokin]

Merci pour vos réponses.

Dans quel(s) chapitre(s) de physique est abordée cette question ainsi que la formule donnée par chwebij ?

[invite07941352]

Bonjour,
Dynamique - Travail - Définition du travail .

[apzo11]

Car on ne récupère pas l'énergie cinétique de nos membres..

Je pense qu'on peut récupérer une partie de l'énergie, mais pas sûr alors je m'explique.
Membres antérieurs:
Le mouvement de balancier des bras, qui si le mouvement est bien fait, va d'avant en arrière et inversement. C'est pourquoi j'ai l'impression que ce balancier m'aide à avancer par un système que j'ai un peu de mal à définir, (on laisse le bras prendre de la vitesse et lorsqu'il est devant il y a blocage et récupération de l'énergie, le corps étant poussé vers l'avant.
Membres postérieurs
Aussi à grande vitesse la foulée est plus grande, donc le mouvement différent et peut-être avec un rendement moins bon donc demande plus de travail. L'explication n'est peut-être pas uniquement dans la "non récupération" de l'énergie cinétique des membres.

[LPFR]

Bonjour.
Chez moi aussi c'est dans "travail et énergie" (pour l'énergie mécanique).
Au revoir.

[shokin]

Merci, je vais piocher dans cette partie de la mécanique classique.

[LPFR]

Je pense qu'on peut récupérer une partie de l'énergie, mais pas sûr alors je m'explique.
...

Re.
Bon, ça c'est un autre sujet dont on peut discuter, peut-être dans une autre discussion.
Peut-être que Shokin s'intéressera un de ces jours au travail du point de vue biologique.
Le mouvement des bras sert "à compenser la rotation" due aux jambes. On peut courir avec les bras ballants, comme le font certaines japonaises (mais ce sont les éthiopiennes qui gagnent).
A+

[shokin]

Plus tard, oui, je poserai la question du point de vue biologique, dans la section Biologie.

Il y a effectivement l'idée de la gestion de l'énergie durant la marche comme durant la course, sur un terrain plat comme dans des escaliers (en montant, en descendant), avec un sac sur le dos ou rien, ou avec une banane à la ceinture. Mais je n'ai pas pour but de devenir comme Fabian Cancellara, Michael Phelps ou Usain Bolt.

[albanxiii]

Bonjour,

Merci, je vais piocher dans cette partie de la mécanique classique.

A tout hasard, le cours de Feynman, en ligne : http://feynmanlectures.caltech.edu/I_toc.html chapitres 13 et 14.

@+

[shokin]

Merci pour le lien arborescent !

Je vais quand même chercher des pdf complets sur ces chapitres, histoire de pouvoir m'abreuver même sans connexion.