Force d'impact à la marche.

[invite8b0a2331]

Bonjour,
étant entrain d'étudier les forces transitoires qui remontent le long du corps humain lors de la marche ou de la course, je me heurte à un soucis de compréhension.

Afin de déterminer ces forces, il me semblait logique d'énoncer la deuxième et la troisième loi de newton. De ce fait l'impact qui a lieu au cours de la marche avec le sol engage une force F = m x a ou F = m (dV/dT), selon des forces réciproques dirigés le long de la jambe et dans son opposé vers le sol. Ainsi plus le temps d'impact est long et plus la force diminue si j'ai bien compris.

Cependant en tentant de comprendre ce fonctionnement par le biais de l'énergie cinétique, j'arrive sans aucun mal à m'embrouiller l'esprit.

Car le membres inférieur qui possède donc son énergie cinétique Ec = 1/2 m V², vient frapper le sol, perd une partie de son énergie cinétique en chaleur et bruit, mais comment réussir à transposer avec une application de forces au sol ou aux corps humain ?

Pourriez vous éclairer ma lanterne je vous prie ?
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[invite6dffde4c]

Bonjour et bienvenu au forum.
L’énergie cinétique ne peut pas servir de base, car elle n’est pas conservée. Du moins pas totalement.
Le comportement des membres (pied, jambe, etc.) n’est pas élastique. Seule une partie de la déformation des tendons est élastique.
C’est l’avantage des handicapés qui, comme Sartorious, utilisent des prothèses formées par des lames qui, elles, sont élastiques.
Je ne peux pas vous aider. Je pense que les coureurs, même de demi-fond, courent sur la pointe des pieds, ce qui permet à l’articulation du talon de contribuer à la diminution de forces. Par contre les coureurs de fond (et les triple-sauteurs) sont obligés de poser le talon… et subir les conséquences.
La seule chose que je vois, est de partir du temps de contact avec le sol, qui doit permettre de calculer la forme moyenne pensant le contact.
La modélisation des humains (ou de animaux) n’est pas simple : ils se fatiguent et dépensent de l’énergie même quand ils ne font rien. On ne peut pas utiliser des modèles physiques simples.
Mais vous n’êtes sûrement pas le premier à s’intéresser au problème. Il doit avoir un tas de travaux sur le sujet. Attendez que Jaunin (que je salue) passe par ici, et il vous donnera sûrement quelques liens.
Au revoir.

[invite8b0a2331]

Merci à vous pour votre réponse.

En effet, l'étude du vivant est très complexe et je m'en suis vite aperçus malheureusement dans mes recherches.


Enfin de compte, j'étudie l'effet des semelles viscoélastique présentent sur le marché et l'effet d'absorption sur l'être humain à la course et la marche de manière tout à fait modeste. Je souhaitais faire une partie sur l'explication du rôle de ces semelles dont l'action principale est d'augmenter le temps de contact entre le points d'impact et le sol afin de réduire la grandeur des forces transmises à l'Homme. Et certaines études se basent sur des données de type "accélération" afin de pouvoir quantifier l'effet d'absorption. Je me suis donc mis à penser qu'il s'agit de l'accélération compris dans la formule F = m x a. Si a diminue, on diminue F

Si je comprend bien si on considère le corps comme un objet quelconque on peut expliquer l'impact de la force par le biais des deuxième et troisième lois de newton ?
Bien que cette démonstration ne soit pas rigoureuse car elle ne prend pas en compte le système d'amortissement de l'Homme, elle me permettrait de pouvoir avoir une première approche et d'expliquer l'effet d'absorption.

[invite8b0a2331]

J'ai honte de mon expression ratée et de la mauvaise communication de mon message précédent, veuillez m'en excuser (s'il était possible de le supprimer ?)

Pour recentrer mon idée, je souhaite enfin de compte surtout pouvoir expliquer que les semelles viscoélastique ont un rôle à jouer dans la diminution de l'impact sur le corps humain sans quantifier cette différence, ni quantifier la force qui évolue le long de l'être humain.
Pour ce faire dans mon écrit, je précise que la semelle agît en augmentant le temps de contact entre le pied et le sol (peu importe le type d'attaque de pas).

Je pensais pouvoir expliquer cette action en utilisant la deuxième loi du newton basé uniquement sur le point d'impact du pied (et en négligeant le type d'attaque de pas et toute la structure amortissante du corps que je décris par la suite). En décrivant que si la semelle se déforme et augmente le temps de contact, il diminue l'accélération (dV/dT) et donc la force F dans F = m x a Pensez vous que ce raisonnement est erroné également selon les arguments que vous m'avez décrit ci dessus ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Re.
Oui. Mais il faut faire très attention à ce que l’on fait et aux conclusions que l’on tire.

Je dois dire que je n’ai jamais compris l’intérêt de la partie « visco » dans les semelles « viscoélastiques ». Car elle ne diminue pas les forces d’impact. Au contraire, elle rigidifie la semelle au moment de l’impact. Comme une voiture avec des suspensions « sport », dures comme la justice.
Peut-être que la partie « visco » dissipe les couples latéraux. Il doit bien avoir un bénéfice, puisque les utilisateurs les trouvent utiles.
A+

[invitecaafce96]

Bonjour,
Les documents ne manquent pas à " biomécanique de la marche " . Je doute des simplifications trop brutales . Exemples au hasard :
theses.univ-poitiers.fr/8922/2010-Hayot-Chris-These.
http://www.observatoire-du-mouvement.../contenu/odm11

[invite6dffde4c]

Re.
Si on prolonge la durée du contact, on diminue la force maximale et moyenne (ce qui est bon pour les articulations). Mais pour ceci ce qu’il faut c’est du élastique plus que du « visco ».
On peut aussi voir le problème su point de vue de l’impulsion (quantité mouvement : m.v).
Pour arrêter l’objet qui arrive avec son impulsion m.v il faut une force F pendant un temps t !
F.t = m.v
Si on augmente le temps, une force plus faible suffit.
(Et si vous passez le 't' de l'autre côté, vous vous retrouvez avec F = m.(v/t) qui doit vous rappeler F = m.a).
Évidement, pour un membre, tous les segments ont de vitesses différentes, et l’arrêt se fait articulation par articulation. Avec transmission des efforts le long du membre. Bref, ce n’est pas facile, et je ne connais pas grand-chose au problème.
A+

[invite8b0a2331]

Oui tout à fait, je ne me permettrais pas d'en conclure des choses que je ne serais expliquer. D'où ma démarche auprès de votre forum.

Si je peux me permettre d'apporter une réponse bien que minime. Selon ce que j'ai pu étudier dans mes différentes recherches, l'effet visco implique que la semelle se déforme lentement, que ce soit lors de la phase d'appui du pied (écrasement de la semelle) ou lors du passage du pas (retour à la configuration d'origine de la semelle). Cela éviterait le retour de certaines forces dans le talon qui pourraient accentuer des douleurs.

Sur une orthèse plantaire, certains patients ont un meilleur ressentit sur un matériau absorbant uniquement, plutôt qu'amortissant, tout dépend du type de pathologie et de ce que l'on veux traiter. Les fabricants de semelles viscoélastique ont l'air d'essayer de concilier les deux afin de "satisfaire" un maximum de monde.

Je souhaite également vous remercier du temps que vous m'avez accorder

[le_STI]

Pour moi le terme "visco" me fait penser à la viscosité et à l'amortissement via dissipation d'énergie.
L'intérêt de ces semelles pourrait donc être qu'une partie de l'onde de choc de la semelle sur le sol serait dissipée au lieu d'être transmise au pied.