Pourquoi se fatigue-t-on moins à vélo qu'à pied ?

[invite06c2b428]

Bonjour à tous ! Je me présente : je m'appelle Maxime, et je suis en 1ère S à Marseille. J'aimerai vous exposer un problème que notre professeur de Physique-Chimie nous a posé :

" Pourquoi se fatigue-t-on moins à vélo qu'à pied ? Vous étudierez les différents cas qui peuvent se présenter (plat, montée, descente) pour un même trajet. "

Voilà mon sujet...

J'ai donc commencé à faire quelques recherches sur internet, et j'ai trouvé que le rendement énergétique du vélo est 3 fois moins élevé que pour la marche à pied... Mon problème est maintenant de le démontrer dans mon devoir.

Voilà c'est pourquoi je demande votre avis sur la question ! (en sachant que le professeur veut que nous utilisions le cour sur le travail et l'énergie cinétique)
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[invitedcacff25]

Bonsoir,

Je ne parlerai pas du cas de la descente...
Lorsqu'on pédale sur un vélo on fait travailler davantage de muscles que lorsqu'on fait de la marche ou de la course.
En effet, les jambes, mais également les bras, le dos... travaillent.
D'autre part on utilise mieux les bras de leviers constitués par les os des jambes
et des pieds, et les muscles correspondant travaillent avec un meilleur rendement: on peut développer une grande poussée en étendant les jambes (ne pas oublier les muscles des fesses qui sont très puissants et travaillent là de façon optimale).
Enfin on est assis sur un vélo, les jambes n'ont pas en plus d'assurer la locomotion, à se charger du poids du corps et il y a mois d'à-coups sur les articulations.

Amicalement

[moijdikssékool]

sujet à déplacer dans la rubrique physique

on peut considérer le seul mouvement des rayons plus légers et équilibrés par raport au centre de la roue (alors que les jambes d'un marcheur, qui peuvent être vues comme 2 rayons, sont plus lourdes et faisant des mouvements d'aller-retour non équilibrés, sauf dans le cas, pour pinailler, des jambes du cycliste)
pour la montée, ces effets sont contrebalancés par la pente et le poids du vélo (il faudrait calculer l'angle de la pente à partir duquel ces mvts équilibrés reviendraient au même qu'un mvt de marcheur)
ensuite tu peux considérer que les mouvements peu équilibrés d'un marcheur (on le voit très bien lorsque l'on se suspend: les jambes deviennent très vites immobiles, contrairement à une roue de vélo) font qu'il est toujours obligé de faire des efforts pour marcher, contrairement au cycliste qui peut bénéficier d'un bonus en déplacement s'il cesse de pédaler, comme s'il avait stocké une partie de son énergie précédemment dépensée (là tu peux faire intervenir le travail, je pense que c'est cet aspect que ton prof veut que tu travailles)

[invite9efc2c41]

Tout ca s'appuie sur une interprétation biologique...

On peut voir aussi du point de vue mécanique que le mouvement de l'humain qui court sera rapidement arrêté si celui-ci ne fournit plus d'énergie, et ce par le besoin d'équilibre.
L'humain s'appuiera sur la route pour éviter de tomber en avant (ou en arrière ou de coté), et créera ainsi des forces de frottement nettement supérieures à celles de la roue de vélo...
Enfin, cela rejoint un peu ce moijdikssékool (^^) a dit, tout dépend de la possibilité d'inertie dans le système... L'inertie sera faible pour le marcheur alors qu'elle sera forte pour le cycliste...

Maxime

[A voir en vidéo sur Futura]

[mariposa]

Bonjour à tous ! Je me présente : je m'appelle Maxime, et je suis en 1ère S à Marseille. J'aimerai vous exposer un problème que notre professeur de Physique-Chimie nous a posé :

" Pourquoi se fatigue-t-on moins à vélo qu'à pied ? Vous étudierez les différents cas qui peuvent se présenter (plat, montée, descente) pour un même trajet. "

Voilà mon sujet...

J'ai donc commencé à faire quelques recherches sur internet, et j'ai trouvé que le rendement énergétique du vélo est 3 fois moins élevé que pour la marche à pied... Mon problème est maintenant de le démontrer dans mon devoir.

Voilà c'est pourquoi je demande votre avis sur la question ! (en sachant que le professeur veut que nous utilisions le cour sur le travail et l'énergie cinétique)

Ton problème est mal posé. En effet en marchand lentement on dépensera moins d'énergie qu'un coureur cycliste qui roule à 50 km/h sur le plat!
.
Il manque donc une condition à ton problème.

[invite06c2b428]

Ton problème est mal posé. En effet en marchand lentement on dépensera moins d'énergie qu'un coureur cycliste qui roule à 50 km/h sur le plat!
.
Il manque donc une condition à ton problème.

il faut se placer dans le cas d'un même trajet, pour une même vitesse, à vélo comme à pied.

ps : merci à tous pour vos réponses

[SunnySky]

À mon avis, la marche exige beaucoup d'efforts qui ne sont pas utiles au déplacement.

1- Pour chaque pas, il y a deux phases: le contact avec le sol (le pied est immobile) et le déplacement vers l'avant du pied. Une marche de 50 pas nécessite 50 accélérations de la jambe. Lorsqu'on avance le pied, on doit lutter contre son inertie.

Au contraire, le mouvement à vélo ne nécessite qu'une accélération initiale, la majorité du trajet étant à vitesse constante. L'inertie est alors utilisée en faveur du mouvement.

2- La marche cause une petite variation de hauteur du haut du corps qui est plus bas lorsque les pieds sont éloignés que lorsqu'ils sont proches. Chaque pas nous oblige à lutter contre la gravité.

Au contraire, en vélo, seuls les pieds changent de hauteur. Mais comme ils sont reliés par le pédalier, l'énergie exigée pour remonter un pied est exactement égale à celle donnée par la descente de l'autre. Même dans un cas non symétrique (un pied plus lourd que l'autre), l'écart sera tantôt positif, tantôt négatif et nul sur un cycle complet.

3- Ce n'est pas physique, mais pour rester debout, immobile, il faut fournir un effort. En marchant, tout le poids de la personne doit être soutenu.

Au contraire, en vélo, tout le haut du corps est soutenu par la selle (et un peu d'effort de la part des bras). Les jambes sont soutenues par le pédalier.

À mon avis, tout cela (et probablement d'autres effets auxquels je n'ai pas pensé) explique l'efficacité du vélo.

[invitebe53ee61]

Bonjour, je ne sais pas si ca a été évoqué ? c'est que on exerce un couple par bras de levier sur le pédalier, ce'st comme vouloir soulever un caillou de 50 kg a bout de bras et le soulever avec un levier ( par exemple en utilisant un levier de 2 m, il ne faut plus que exercer un effort de 25 kg)...deuxieme point c'est le frottement lors du deplacement, l'enrgie cinétique est moins dissipé par le contact velo/ route que par pied/route ..( oula je ne susi pas clair dans mes explications)