Cinématique du mouvement rectiligne
180 cartesAnalyse détaillée des mouvements rectilignes uniformes et uniformément accélérés, incluant diagrammes, graphes temporels, équations du mouvement ainsi que des applications pratiques comme la chute libre et la rotation du corps humain.
168 cartes
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La répétition espacée te présente chaque carte au moment optimal pour la mémoriser durablement, en espaçant les révisions de façon croissante.
Question
Écris l'équation de position en fonction du temps pour un MRUA.
Réponse
L'équation de position en fonction du temps pour un mouvement rectiligne uniformément accéléré (MRUA) est :
Question
Pourquoi le modèle ponctuel simplifie-t-il l'analyse du mouvement?
Réponse
Le modèle ponctuel réduit l'objet à un seul point, omettant sa taille et sa forme. Cela simplifie l'analyse en se concentrant uniquement sur la position du centre de masse, ce qui est suffisant pour de nombreux mouvements où la taille et la forme n'influencent pas le déplacement global.
Question
Écris la conversion entre tours, degrés et radians.
Réponse
1 tour = 360° =
Question
Qu'est-ce que le segment fixe et le segment mobile dans un mouvement?
Réponse
Le segment fixe est celui qui demeure immobile lors d'un mouvement. Le segment mobile est l'ensemble des parties du corps qui tournent autour d'une articulation.
Question
Définis la flexion et la extension en anatomie.
Réponse
La flexion diminue l'angle entre deux segments adjacents dans le plan sagittal. L'extension augmente cet angle, revenant à la position anatomique ou l'allongeant.
Question
Comment reconnaître l'ouverture d'un parachute sur un graphe vitesse-temps?
Réponse
L'ouverture d'un parachute se manifeste par une chute brutale et significative de la vitesse. Sur un graphe vitesse-temps, cela correspond à une diminution rapide de la pente, indiquant une décélération soudaine, suivie d'une phase où la vitesse devient faible et quasi constante.
Question
Sur un graphe position-temps d'un MRU, quelle grandeur physique est représentée par la pente (ou l'inclinaison) de la droite?
Réponse
La vitesse
La vitesse du mobile
Question
Comment la pente du graphe vitesse-temps représente-t-elle l'accélération?
Réponse
La pente d'un graphe vitesse-temps représente l'accélération. Pour un mouvement uniformément accéléré (MRUA), la relation est
Question
Quelle propriété du MRU signifie que sa vitesse instantanée égale sa vitesse moyenne?
Réponse
La propriété est la constance de la vitesse. Dans un Mouvement Rectiligne Uniforme (MRU), la vitesse instantanée est toujours égale à la vitesse moyenne car elle ne change pas.
Question
Que représente la pente du graphe vitesse angulaire-temps?
Réponse
La pente d'un graphe vitesse angulaire-temps représente l'accélération angulaire (α).
Question
Que révèle la concavité d'un graphe position-temps sur l'accélération?
Réponse
La concavité d'un graphe position-temps indique le signe de l'accélération. Une concavité vers le haut (en 'u') signifie une accélération positive (a > 0), tandis qu'une concavité vers le bas (en 'n') indique une accélération négative (a < 0).
Question
En quel plan se produisent l'abduction et l'adduction?
Réponse
L'abduction et l'adduction se produisent dans le plan frontal. Ce mouvement implique l'éloignement ou le rapprochement d'un membre par rapport au plan sagittal de référence.
Question
Écris l'équation de la vitesse en fonction du temps pour un MRUA.
Réponse
Pour un mouvement rectiligne uniformément accéléré (MRUA), la vitesse en fonction du temps est donnée par l'équation :
Question
Pourquoi faut-il identifier le type de mouvement avant d'appliquer des équations?
Réponse
L'identification du type de mouvement (MRU, MRUA, etc.) est cruciale car elle détermine les équations spécifiques et les modèles mathématiques applicables. Utiliser les mauvaises équations mène à des résultats incorrects.
Question
Que représente l'aire sous un graphe vitesse-temps pour tout type de mouvement?
Réponse
L'aire sous un graphe vitesse-temps représente le déplacement effectué par l'objet. Pour un mouvement rectiligne uniforme (MRU), où la vitesse est constante, l'aire formée par la droite de vitesse, l'axe du temps et deux instants donnés correspond au produit vitesse × temps, qui est égal au déplacement . Pour un mouvement uniformément accéléré (MRUA), l'aire sous la droite de vitesse représente également le déplacement .
Question
Énumère les 6 termes positionnels anatomiques fondamentaux.
Réponse
Les 6 termes sont : antérieur/postérieur (avant/arrière), médial/latéral (milieu/côté), supérieur/inférieur (haut/bas), proximal/distal (proche/distant du tronc pour les membres), crânial/caudal (vers la tête/vers le coccyx), et ventral/dorsal (ventre/dos).
Question
Définis la rotation interne et la rotation externe.
Réponse
La rotation interne rapproche le membre du plan sagittal de référence, dans le plan transversal. La rotation externe éloigne le membre de ce plan.
Question
La Terre effectue une rotation complète (1 tour) en 24 heures. En utilisant cette information, calcule la vitesse angulaire ω en unités de tours par minute.
Réponse
0,00694 tr/min
6,94 x 10^-3 tr/min
Question
Que représente la pente d'un graphe position-temps pour un MRU?
Réponse
La pente d'un graphe position-temps pour un Mouvement Rectiligne Uniforme (MRU) représente la vitesse de l'objet. Elle indique la rapidité et la direction du mouvement.
Question
Définit la vitesse angulaire et écris sa formule pour un mouvement de rotation uniforme.
Réponse
La vitesse angulaire (
Question
Quelles sont les principales articulations du modèle humain?
Réponse
Le modèle humain représente le corps comme un ensemble de segments rigides reliés par des articulations ponctuelles :
- Épaule (Ep)
- Coude (Cde)
- Poignet (Pgt)
- Hanche (H)
- Genou (G)
- Cheville (Ch)
Question
Pourquoi le modèle ponctuel ne convient-il pas pour analyser les rotations du corps humain?
Réponse
Le modèle ponctuel ne convient pas aux rotations du corps humain car il assimile les objets à des points, ignorant leur taille et forme. Or, les mouvements du corps humain impliquent souvent des rotations de segments articulés, qui nécessitent un modèle rigide pour être analysés.
Question
Un mouvement rectiligne uniforme se caractérise par une trajectoire rectiligne et une vitesse constante. Quelle propriété doit vérifier le diagramme du mouvement pour un MRU?
Réponse
Les points sont alignés et régulièrement espacés.
Les points sont équidistants et forment une ligne droite.
Question
Que représente l'aire sous un graphe accélération-temps?
Réponse
L'aire sous un graphe accélération-temps représente la variation de vitesse entre deux instants donnés. Cette relation est exprimée par .
Question
Pourquoi le modèle humain simple ne peut-il pas décrire précisément la pronation du pied?
Réponse
Le modèle humain simple considère le pied comme un unique segment rigide. Or, la pronation et la supination impliquent des rotations complexes de plusieurs sous-segments du pied qui ne peuvent être décrites par cette simplification.
Question
Quelle unité SI pour l'angle en cinématique?
Réponse
L'unité SI pour l'angle en cinématique est le radian (rad).
Question
Énumère les 5 étapes de résolution systématique d'un problème de cinématique.
Réponse
1. Faire un diagramme qualitatif et identifier le type de mouvement (MRU, MRUA, etc.).
2. Choisir et dessiner un repère (axe, origine, sens).
3. Déterminer les conditions initiales (, , ) avec leur signe.
4. Écrire les équations du mouvement adaptées au problème.
5. Résoudre les équations en imposant les conditions supplémentaires.
2. Choisir et dessiner un repère (axe, origine, sens).
3. Déterminer les conditions initiales (, , ) avec leur signe.
4. Écrire les équations du mouvement adaptées au problème.
5. Résoudre les équations en imposant les conditions supplémentaires.
Question
Définis la chute libre et identifie son accélération.
Réponse
La chute libre est un mouvement où seul l'attraction terrestre agit sur l'objet. Son accélération est constante et égale à celle de la pesanteur, soit -g, avec une valeur d'environ
Question
Explique pourquoi les deux premières secondes du 100m d'Usain Bolt correspondent à un MRUA.
Réponse
Durant les deux premières secondes, la vitesse d'Usain Bolt augmente progressivement. Le MRUA (Mouvement Rectiligne Uniformément Accéléré) est caractérisé par une accélération constante, ce qui correspond à une augmentation régulière de la vitesse.
Question
Que sont les mouvements rectilignes quelconques et pourquoi manquent-ils d'équations simples?
Réponse
Les mouvements rectilignes quelconques sont des mouvements où la trajectoire est une ligne droite, mais dont la vitesse et l'accélération ne sont ni constantes ni simples à modéliser. En pratique, il n'existe pas d'équations générales simples pour ces mouvements, car ils ne correspondent pas aux cas idéalisés du mouvement rectiligne uniforme (MRU) ou uniformément accéléré (MRUA).
Cependant, on peut les analyser en construisant des graphes temporels de la position, de la vitesse et de l'accélération. L'interprétation de ces graphes (pente, concavité, aire) permet de déduire des informations sur le mouvement, comme la vitesse et l'accélération à différents instants.
Cependant, on peut les analyser en construisant des graphes temporels de la position, de la vitesse et de l'accélération. L'interprétation de ces graphes (pente, concavité, aire) permet de déduire des informations sur le mouvement, comme la vitesse et l'accélération à différents instants.
Question
En quel plan se produisent les rotations internes/externes?
Réponse
Les rotations internes/externes se produisent dans le plan transversal.
Question
Écris la formule de la vitesse moyenne et explique chaque terme.
Réponse
La formule de la vitesse moyenne est :
Question
Écris l'équation du mouvement pour un MRU et identifie chaque variable.
Réponse
L'équation du mouvement pour un Mouvement Rectiligne Uniforme (MRU) est :
Question
Définit supérieur et inférieur par rapport à la position anatomique.
Réponse
En position anatomique, supérieur désigne la partie haute du corps, tandis qu'inférieur désigne la partie basse.
Question
Comment interpréter la pente du graphe déplacement angulaire-temps?
Réponse
La pente d'un graphe déplacement angulaire-temps représente la vitesse angulaire (). Une pente positive indique une rotation dans le sens antihoraire, une pente négative une rotation dans le sens horaire. Plus la pente est raide, plus la vitesse angulaire est grande.
Question
Définit l'abduction et l'adduction.
Réponse
L'abduction est un mouvement dans le plan frontal qui éloigne un membre du plan sagittal de référence. L'adduction est le mouvement opposé, qui rapproche le membre du plan sagittal.
Question
Que représente l'aire sous la courbe d'un graphe vitesse-temps?
Réponse
L'aire sous la courbe d'un graphe vitesse-temps représente le déplacement effectué pendant cet intervalle de temps. Pour un mouvement rectiligne uniforme (MRU), cela est donné par . Pour un mouvement rectiligne uniformément accéléré (MRUA), l'aire est la somme d'un rectangle et d'un triangle : .
Question
Pourquoi plus une droite est verticale sur un graphe position-temps, plus la vitesse est élevée?
Réponse
Sur un graphe position-temps, la pente représente la vitesse. Une droite verticale signifie un changement de position très important sur une durée très courte, donc une vitesse très élevée.
Question
Définit un modèle rigide et explique quand il remplace le modèle ponctuel.
Réponse
Un modèle rigide suppose qu'un objet a une taille et une forme fixes. Il remplace le modèle ponctuel pour étudier les rotations, notamment pour les mouvements du corps humain autour des articulations.
Question
Comment traiter un objet lancé verticalement vers le haut dans un problème de chute libre?
Réponse
Pour un objet lancé verticalement vers le haut, considérez l'accélération comme constante et dirigée vers le bas : a = -g. L'axe des positions est généralement orienté vers le haut. La vitesse initiale v₀ est positive, mais elle diminue jusqu'à devenir nulle au sommet de la trajectoire avant de devenir négative lors de la descente.
Question
Définis l'accélération angulaire et donne son unité SI.
Réponse
L'accélération angulaire (α) est le taux de variation de la vitesse angulaire. Son unité SI est le radian par seconde carrée (rad/s²).
Question
Pourquoi confond-on souvent « jambe » et « membre inférieur »?
Réponse
Dans le langage courant, on assimile souvent la jambe (segment entre le genou et la cheville) au membre inférieur (segment le plus bas du corps, de la hanche au pied), par simplification.
Question
Comment la résistance de l'air affecte-t-elle la chute libre?
Réponse
La résistance de l'air s'oppose au mouvement et ralentit la chute. En chute libre, seul le poids agit, donc l'accélération est constante (). Sans résistance de l'air, tous les objets tombent à la même vitesse.
Question
Comment utiliser un graphe vitesse-temps courbe pour estimer le déplacement?
Réponse
Pour un graphe vitesse-temps courbe, le déplacement est estimé par l'aire entre la courbe et l'axe horizontal des temps. Si la vitesse est positive, l'aire est positive et le déplacement se fait dans le sens du mouvement. Si la vitesse est négative, l'aire est négative et le déplacement se fait dans le sens opposé.
Question
Lors de la résolution d'un problème de mouvement vertical, quel est le choix conventionnel pour l'orientation de l'axe y et la position de l'origine?
Réponse
L'axe y est orienté vers le haut et l'origine est placée sur le sol.
L'axe y pointe vers le haut et l'origine est au niveau du sol.
Question
L'axe transversal est un axe de référence pour les mouvements du corps humain. Dans quelle direction est-il orienté?
Réponse
de gauche à droite
latéralement
Question
Que signifie une concavité positive sur le graphe position-temps d'un MRUA?
Réponse
Une concavité positive sur un graphe position-temps signifie que l'accélération est positive (a > 0), indiquant un mouvement rectiligne uniformément accéléré (MRUA). La vitesse augmente donc avec le temps.
Question
Pourquoi la position est-elle un vecteur alors que le temps ne l'est pas?
Réponse
La position est un vecteur car elle nécessite de connaître à la fois la distance et la direction par rapport à un repère. Le temps, quant à lui, est une grandeur scalaire qui évolue linéairement et n'a ni direction ni point d'application spécifique.
Question
Quelle est la différence entre antérieur et postérieur en anatomie?
Réponse
En anatomie, antérieur signifie vers l'avant du corps, tandis que postérieur signifie vers l'arrière du corps.
Question
Pourquoi les termes « bras » et « membre supérieur » ne sont-ils pas synonymes?
Réponse
Le bras désigne uniquement le segment du membre supérieur situé entre l'épaule et le coude. Le terme membre supérieur englobe le bras, l'avant-bras et la main.
Question
Le graphe position-temps d'un MRUA a la forme d'une parabole. Cela est dû au fait que l'équation x = x₀ + v₀t + ½at² est du second degré. Quel signe de l'accélération produit une parabole ouverte vers le haut (concavité positive)?
Réponse
positive
positive ou nulle
Question
Que signifie une concavité négative sur le graphe position-temps d'un MRUA?
Réponse
Une concavité négative sur un graphe position-temps d'un MRUA signifie que l'accélération est négative (a < 0). Cela implique que la vitesse de l'objet diminue ; il ralentit.
Question
Comment interpréter une pente négative sur un graphe position-temps?
Réponse
Une pente négative sur un graphe position-temps indique que l'objet se déplace en sens opposé à l'axe de référence. Plus la pente est prononcée (plus elle est proche de la verticale), plus la vitesse de l'objet est élevée en valeur absolue.
Question
Comment identifier les phases de mouvement à partir d'un graphe vitesse-temps?
Réponse
Les phases de mouvement sur un graphe vitesse-temps sont identifiées par la forme de la courbe : une ligne horizontale indique une vitesse constante (mouvement rectiligne uniforme), tandis qu'une ligne inclinée (droite ou courbe) représente une accélération constante ou variable (mouvement rectiligne uniformément accéléré ou mouvement quelconque). L'aire sous la courbe représente le déplacement.
Question
Qu'est-ce que médial et latéral?
Réponse
Médial désigne ce qui est plus proche du milieu du corps ou d'un plan médian. Latéral désigne ce qui est plus éloigné du milieu du corps ou d'un plan médian, vers le côté.
Question
Quel axe correspond au plan transversal?
Réponse
L'axe transversal correspond au plan transversal. Ce plan divise le corps en parties supérieure et inférieure.
Question
Pourquoi les plans et axes anatomiques changent-ils pendant certains mouvements?
Réponse
Les plans et axes anatomiques ne changent pas intrinsèquement, mais leur orientation perçue varie par rapport au corps lors de certains mouvements. Par exemple, en position anatomique de référence, l'axe longitudinal est vertical. Cependant, si le corps se penche en avant, cet axe devient horizontal par rapport au sol. Ces plans et axes sont essentiels pour décrire la position et le mouvement des segments corporels.
Question
Calcule la vitesse angulaire de la Terre en rad/s.
Réponse
La vitesse angulaire de la Terre est de
Question
Explique la différence entre proximal et distal pour un membre.
Réponse
Proximal signifie proche du point d'attache au tronc. Distal signifie éloigné du point d'attache au tronc.
Question
Comment les signes des grandeurs (position, vitesse, accélération) indiquent-ils la direction?
Réponse
Le signe d'une grandeur indique sa direction par rapport à un axe de référence. Pour la position, un signe positif (+) signifie que l'objet est du côté positif de l'axe par rapport à l'origine, et un signe négatif (-) signifie qu'il est du côté négatif. Pour la vitesse, un signe positif (+) indique un mouvement dans le sens positif de l'axe, et un signe négatif (-) indique un mouvement dans le sens négatif. Pour l'accélération, un signe positif (+) indique que la vitesse augmente dans le sens positif de l'axe (ou diminue dans le sens négatif), et un signe négatif (-) indique que la vitesse augmente dans le sens négatif (ou diminue dans le sens positif).
Question
Qu'est-ce qu'un mouvement rectiligne uniformément accéléré (MRUA)?
Réponse
Un mouvement rectiligne uniformément accéléré (MRUA) est un mouvement dont la trajectoire est une droite et dont l'accélération est constante. Les équations le décrivant sont : et x = x_0 + v_0 t + rac{1}{2}at^2.
Question
Définis l'accélération moyenne et écris sa formule.
Réponse
L'accélération moyenne est le rapport entre la variation de vitesse et la durée de cet intervalle. Sa formule est .
Question
Quel axe correspond au plan frontal?
Réponse
Le plan frontal est délimité par l'axe sagittal et l'axe longitudinal.
Question
Pourquoi est-il utile de découper un mouvement en phases lors de son analyse?
Réponse
Découper un mouvement en phases permet de simplifier son analyse en étudiant des portions de mouvement plus simples, comme le mouvement rectiligne uniforme (MRU) ou le mouvement rectiligne uniformément accéléré (MRUA). Cela facilite la modélisation mathématique et graphique, en permettant de calculer des grandeurs comme la position, la vitesse et l'accélération pour chaque phase.
Question
Quelle est l'importance du repère et de son orientation en cinématique?
Réponse
Le repère, composé d'une droite orientée et graduée (axe) avec une origine, permet de définir la position d'un objet en cinématique. L'orientation de cet axe est cruciale car elle détermine le signe des positions, déplacements, vitesses et accélérations. Une orientation choisie dans le sens du mouvement simplifie les calculs, tandis qu'une orientation opposée peut indiquer un mouvement rétrograde.
Question
Pour interpréter un graphe vitesse-temps d'un mouvement rectiligne quelconque, à quelle grandeur physique la pente de la courbe est-elle associée?
Réponse
l'accélération
l'accélération instantanée
Question
La vitesse angulaire ω est l'équivalent rotationnel de la vitesse linéaire. Lorsque ω est constante, quelle formule relie le déplacement angulaire Δθ, la vitesse angulaire ω et la durée Δt?
Réponse
Δθ = ω * Δt
Question
Comment interpréter la pente d'un graphe position-temps pour un mouvement quelconque?
Réponse
La pente d'un graphe position-temps représente la vitesse de l'objet. Une pente positive indique un mouvement dans le sens de l'axe, une pente négative indique le mouvement opposé. Une pente nulle signifie un objet à l'arrêt.
Question
Quel plan sépare le corps en parties supérieure/inférieure?
Réponse
Le plan transversal sépare le corps en parties supérieure et inférieure. Il est aussi appelé plan horizontal.
Question
Que représente l'aire sous un graphe vitesse angulaire-temps?
Réponse
L'aire sous un graphe de vitesse angulaire en fonction du temps représente le déplacement angulaire (). Cela est calculé par la formule , où est la vitesse angulaire.
Question
Dans le modèle humain du cours, quels sont les trois segments des membres inférieurs?
Réponse
Cuisse, Jambe, Pied
Cuisse, Jambe, Cheville
Question
Définis la trajectoire d'un objet en mouvement.
Réponse
La trajectoire est le chemin suivi par un objet en mouvement, c'est-à-dire l'ensemble des positions qu'il occupe successivement au cours du temps.
Question
Explique comment les graphes temporels permettent d'analyser des mouvements non-idéalisés.
Réponse
Les graphes temporels (position-temps, vitesse-temps, accélération-temps) permettent d'analyser les mouvements réels, non idéalisés. La pente d'un graphe position-temps indique la vitesse, et sa concavité, l'accélération. La pente d'un graphe vitesse-temps donne l'accélération, et l'aire sous la courbe, le déplacement. Ces outils fournissent une visualisation directe des variations de ces grandeurs.
Question
Quel plan sépare le corps en parties gauche/droite?
Réponse
Le plan sagittal sépare le corps en parties gauche et droite. Il est aussi appelé plan médians.
Question
Définis la position anatomique et son rôle de référence.
Réponse
La position anatomique est une posture de référence où le corps est debout, les membres supérieurs le long du tronc et les paumes tournées vers l'avant. Elle sert de base pour définir toutes les autres positions et mouvements du corps humain.
Question
Comment combiner les mouvements simples pour créer des mouvements complexes?
Réponse
Les mouvements simples sont combinés en groupant des mouvements autour d'une articulation. Les mouvements simples sont la flexion/extension, l'abduction/adduction, et la rotation interne/externe. Ces mouvements, décrits par le segment fixe, le segment mobile, le type de mouvement et les angles, peuvent être associés pour créer des mouvements plus complexes. Par exemple, la flexion de l'avant-bras sur le bras est une flexion du coude.
Question
Qu'est-ce qu'un repère et pourquoi est-ce important pour définir les positions?
Réponse
Un repère est une droite orientée et graduée (un axe) avec une origine pour mesurer la position. Il est essentiel pour définir précisément la localisation d'un objet dans l'espace par rapport à un point de référence et une direction.
Question
Pourquoi le graphe position-temps d'un MRUA est-il une parabole?
Réponse
Le graphe position-temps d'un mouvement rectiligne uniformément accéléré (MRUA) est une parabole car son équation est du second degré en . La concavité de la parabole dépend du signe de l'accélération .
Question
Quel plan sépare le corps en parties antérieure/postérieure?
Réponse
Le plan frontal, aussi appelé plan coronale, sépare le corps en parties antérieure (avant) et postérieure (arrière). Il est perpendiculaire aux plans sagittal et transversal.
Question
Explique le terme dorsiflexion à la cheville.
Réponse
La dorsiflexion de la cheville est un mouvement dans le plan sagittal qui augmente l'angle entre le pied et la jambe, ramenant la pointe du pied vers le tibia.
Question
Explique la différence fondamentale entre un mouvement rectiligne et un mouvement de rotation.
Réponse
Un mouvement rectiligne se caractérise par une trajectoire en ligne droite, où le déplacement se fait le long d'un axe. À l'inverse, un mouvement de rotation implique qu'un objet tourne autour d'un axe fixe, changeant d'angle mais pas nécessairement de position linéaire.
Question
Sur un graphe vitesse-temps d'un MRU, quelle est la signification de l'aire entre la courbe et l'axe horizontal entre deux instants fixés?
Réponse
Le déplacement de l'objet.
La distance parcourue par l'objet.
Le changement de position de l'objet.
Question
Comment distingue-t-on vitesse moyenne et vitesse instantanée?
Réponse
La vitesse moyenne est le rapport du déplacement total sur la durée totale du mouvement : vm = Δx / Δt. La vitesse instantanée est la vitesse à un moment précis, souvent calculée comme la limite de la vitesse moyenne lorsque l'intervalle de temps tend vers zéro : v = limΔt→0 (Δx / Δt), qui est la dérivée de la position par rapport au temps.
Question
Qu'est-ce que l'antépulsion et la rétropulsion de l'épaule?
Réponse
L'antépulsion de l'épaule est la flexion du membre supérieur devant le tronc. La rétropulsion est le mouvement opposé, reculant le membre supérieur vers l'arrière.
Question
Quelle est la constante de pesanteur et son symbole?
Réponse
La constante de pesanteur est l'accélération due à la gravité terrestre, notée g. Sa valeur est d'environ 10 m/s², bien que le contexte indique -9,81 m/s² pour une chute vers le bas.
Question
Comment les conditions initiales affectent-elles les équations du mouvement?
Réponse
Les conditions initiales, telles que la position initiale (, ) et la vitesse initiale (), définissent l'état du système à l'instant . Elles sont essentielles pour déterminer la trajectoire complète d'un objet en mouvement en complétant les équations du mouvement. Sans elles, les équations ne peuvent pas prédire la position ou la vitesse à un instant donné.
Question
Identifie les trois axes de référence et leurs directions.
Réponse
Les trois axes de référence sont :
- Axe sagittal (AS) : D'avant en arrière.
- Axe transversal (AT) : De gauche à droite.
- Axe longitudinal (AL) : De haut en bas.
- Axe sagittal (AS) : D'avant en arrière.
- Axe transversal (AT) : De gauche à droite.
- Axe longitudinal (AL) : De haut en bas.
Question
Énumère tous les segments corporels du modèle humain simplifié.
Réponse
Les segments corporels du modèle humain simplifié sont la tête, le cou, le tronc, le membre supérieur (incluant le bras, l'avant-bras et la main), et le membre inférieur (incluant la cuisse, la jambe et le pied). 
Question
Pourquoi le diagramme du mouvement ne s'applique-t-il pas aux rotations?
Réponse
Le diagramme du mouvement, qui représente la trajectoire par une succession de points, ne s'applique pas aux rotations car le modèle ponctuel utilisé suppose que l'objet est réduit à un point unique. Les rotations impliquent que l'objet a une taille et une forme, nécessitant un modèle rigide et des grandeurs telles que l'angle, la vitesse angulaire et l'accélération angulaire.
Question
Qu'est-ce qu'un diagramme du mouvement et comment est-il construit?
Réponse
Un diagramme du mouvement représente les positions successives d'un objet à intervalles de temps réguliers. Il est construit en superposant des images de l'objet à des instants t=0, t=Δt, t=2Δt, etc., sur un seul schéma. Il utilise le modèle ponctuel, assimilant l'objet à un point matériel. On y indique la position (flèche depuis l'origine), le déplacement (flèche entre deux positions), et le temps associé à chaque point.
Question
Quelle hypothèse fait-on sur la résistance de l'air en cinématique élémentaire?
Réponse
En cinématique élémentaire, on suppose que la résistance de l'air est négligeable.
Question
Explique pourquoi trois représentations du mouvement (diagramme, graphe, équation) sont complémentaires.
Réponse
Chaque représentation offre une perspective unique et complémentaire : le diagramme visualise la trajectoire et l'espacement des positions, le graphe (position-temps ou vitesse-temps) illustre les relations mathématiques entre grandeurs physiques, et l'équation fournit une description analytique précise et prédictive du mouvement.
Question
Le plan sagittal est l'un des trois plans anatomiques de référence. Quelles directions ce plan définit-il?
Réponse
Droit et gauche
Parties droite et gauche
Question
Quel axe correspond au plan sagittal?
Réponse
L'axe sagittal correspond au plan sagittal, qui divise le corps en parties droite et gauche. Cet axe s'étend d'avant en arrière.
Question
Qu'est-ce que la plantiflexion?
Réponse
La plantiflexion est un mouvement de la cheville qui consiste en l'abaissement de la plante du pied. C'est le terme spécifique utilisé au lieu de la flexion pour le pied.
Question
Pourquoi un objet lancé vers le haut et un objet lâché ont-ils la même accélération?
Réponse
En chute libre, tous les objets subissent la même accélération due à la gravité, indépendamment de leur masse ou de leur vitesse initiale. Cette accélération est constante et dirigée vers le bas. Par conséquent, qu'un objet soit lâché ou lancé vers le haut, son accélération reste la même, soit -g (environ -10 m/s²).
Question
Définis les trois plans de référence en anatomie.
Réponse
Les trois plans de référence sont : le plan sagittal (divise en droite et gauche), le plan frontal (divise en avant et arrière), et le plan transversal (divise en haut et en bas).
Question
Explique la notion de segment proximal vs segment distal lors d'un mouvement.
Réponse
Le segment proximal est plus proche du tronc, tandis que le segment distal est plus éloigné du tronc. Ces termes s'appliquent aux membres pour définir les positions relatives lors des mouvements.
Question
Une distance de 50 km doit être parcourue à une vitesse constante de 20 m/s. En utilisant l'équation du MRU (x = x₀ + vt), calcule le temps en minutes nécessaire pour couvrir cette distance.
Réponse
41,67 minutes
2500 secondes
Question
Explique la convention angle nul entre deux segments adjacents.
Réponse
Par convention, un **angle nul** entre deux segments adjacents signifie qu'ils sont disposés comme dans la **position anatomique**. L'angle initial est alors sous-entendu s'il est nul. Ce concept s'applique aux mouvements du corps humain.
Question
L'angle en rotation est exprimé dans le Système international (SI) en radians. Quelle est la conversion fondamentale entre un tour complet et les radians?
Réponse
1 tour = 2π radians
Question
Pour les membres du corps humain, quel est le sens du terme distal?
Réponse
Plus éloigné du point d'attache au tronc.
Plus distant du point d'attache au tronc.
Question
Qu'indique une courbe vitesse-temps décroissante sur le mouvement?
Réponse
Une courbe vitesse-temps décroissante indique une décélération. L'objet ralentit. La pente de cette courbe représente l'accélération (qui est négative dans ce cas). L'aire sous la courbe entre deux instants représente le déplacement.
Question
Pour un MRUA avec accélération constante a, vitesse initiale v₀ et position initiale x₀, quelle est l'équation qui décrit la position x(t) en fonction du temps?
Réponse
x(t) = x₀ + v₀t + ½at²
Question
L'accélération angulaire α est définie comme la variation de vitesse angulaire pendant une durée infinitésimale. Quelle est l'unité de l'accélération angulaire dans le Système international?
Réponse
rad/s²
radians par seconde carrée
Question
La flexion et l'extension sont des mouvements qui se produisent dans quel plan anatomique?
Réponse
Plan sagittal
Le plan sagittal
Question
Lors de la chute libre d'un objet lancé verticalement vers le haut, l'accélération reste constante et dirigée vers le bas. Si l'axe des positions est orienté vers le haut, quelle est la valeur algébrique de cette accélération?
Réponse
-9,81 m/s²
-10 m/s²
Question
En anatomie, le terme supérieur désigne une direction vers le haut du corps. Quel est le terme qui désigne la direction opposée?
Réponse
inférieur
caudal
Question
Pour interpréter un graphe position-temps d'un mouvement rectiligne quelconque, à quelle grandeur physique la pente de la courbe est-elle associée?
Réponse
La vitesse
La vitesse instantanée
La vitesse moyenne
Question
L'axe longitudinal est un axe de référence pour les mouvements du corps humain. Dans quelle direction est-il orienté?
Réponse
De haut en bas
Verticalement
Question
Le corps humain est modélisé comme un ensemble de segments rigides reliés par des articulations supposées ponctuelles. Quel nom donne-t-on à cette représentation du corps?
Réponse
modèle rigide
modèle en fil de fer
représentation en fil de fer
Question
Sur un graphe du déplacement angulaire en fonction du temps, quelle grandeur physique la concavité de la courbe représente-t-elle?
Réponse
L'accélération
L'accélération (instantanée)
Question
Par convention en anatomie, quel est l'angle relatif entre deux segments adjacents lorsqu'ils sont disposés l'un par rapport à l'autre comme dans la position anatomique?
Réponse
0 degrés
zéro degré
Question
Un mouvement quelconque du corps humain peut être décrit en précisant: (1) le segment fixe, (2) le segment mobile, (3) le type de mouvement et (4) les angles initial et final. Quel est l'avantage de pouvoir omettre les segments fixe et mobile et donner uniquement l'articulation?
Réponse
Simplifie la description du mouvement en se concentrant sur le point de rotation.
Facilite la compréhension en identifiant directement la zone de mouvement.
Question
Selon le modèle du cours, la tête, le cou et le tronc sont toujours considérés comme alignés. Pourquoi cette simplification est-elle faite?
Réponse
Pour simplifier l'analyse des mouvements du corps humain, en particulier ceux qui impliquent des rotations complexes autour des articulations.
Pour faciliter la modélisation du mouvement global du corps, en traitant la tête, le cou et le tronc comme une unité unique.
Cela permet d'éviter de modéliser les rotations de la tête par rapport au tronc, qui sont complexes à analyser.
Question
Quelle est la différence entre position et déplacement?
Réponse
La position est le lieu où se trouve un objet par rapport à un repère. Le déplacement est la différence entre la position finale et la position initiale, .
Question
Qu'est-ce qu'un mouvement rectiligne uniforme (MRU)?
Réponse
Un mouvement rectiligne uniforme (MRU) se caractérise par une trajectoire en ligne droite et une vitesse constante. Son diagramme du mouvement montre des points alignés et régulièrement espacés. L'équation du mouvement est de la forme
Question
Les mouvements réels du quotidien (comme la course d'Usain Bolt) ne correspondent généralement pas à des MRU ou des MRUA purs. Sans équations disponibles, quelle méthode permet d'analyser de tels mouvements?
Réponse
Le diagramme du mouvement
Le modèle ponctuel
Le tracé des graphes temporels (position-temps, vitesse-temps, accélération-temps)
Question
En anatomie, le terme médial désigne une direction vers le milieu du corps. Quel est le terme qui désigne la direction opposée?
Réponse
Latéral
Latéralement
Question
Dans le saut de Felix Baumgartner, qu'observe-t-on entre 1 et 4,5 minutes sur le graphe vitesse-temps et que peut-on déduire sur les forces physiques à ce moment?
Réponse
La vitesse diminue, ce qui indique que la force de résistance de l'air est supérieure à la force de gravité, entraînant un ralentissement.
La vitesse diminue car la force de résistance de l'air augmente avec la vitesse et devient prédominante par rapport à la gravité.
Question
Le plan transversal est l'un des trois plans anatomiques de référence. Quelles directions ce plan définit-il?
Réponse
Supérieur et inférieur
Haut et bas
Question
Qu'est-ce que la supination du pied?
Réponse
Mouvement du pied vers l'extérieur et vers le haut, éloignant la plante du sol.
Mouvement combiné d'abduction, de dorsiflexion et d'éversion du pied.
Question
Dans un diagramme du mouvement utilisant le modèle ponctuel, comment sont représentées les positions successives d'un objet en mouvement?
Réponse
Une suite de points numérotés
Des points alignés et numérotés
Question
Quel est le signe conventionnel de la vitesse angulaire pour une rotation dans le sens antihoraire?
Réponse
+
positif
Question
Pour les membres du corps humain dans le modèle anatomique, quel est le sens du terme proximal?
Réponse
Proche du point d'attache au tronc
Plus proche du tronc que le segment mobile
Question
L'abduction est un mouvement dans le plan frontal. Que fait-elle par rapport au plan sagittal de référence?
Réponse
Il éloigne le membre du plan sagittal de référence.
Il rapproche le membre du plan sagittal de référence.
Question
La position d'une personne peut être décrite par quatre états principaux. Cite-les (parmi lesquels la station debout et les différentes positions couchées).
Réponse
En station
Assise
En décubitus ventral, dorsal ou latéral
Question
Lors de l'interprétation du mouvement d'Usain Bolt durant les deux dernières secondes (8 à 9,69 s), comment se comportent la vitesse et l'accélération?
Réponse
La vitesse augmente puis diminue, tandis que l'accélération diminue tout au long de ces deux secondes.
La vitesse atteint son maximum puis commence à diminuer, et l'accélération est constamment décroissante.
Question
Un mouvement simple du corps humain est créé par la contraction d'un muscle autour d'une articulation. Quel est le segment corporel qui tourne autour de cette articulation?
Réponse
Le segment mobile
Le membre en mouvement
Question
Sur un graphe vitesse-temps d'un MRUA, la courbe est une droite. Que représente la pente de cette droite?
Réponse
L'accélération
L'accélération instantanée
L'accélération moyenne
Question
L'axe sagittal est un axe de référence pour les mouvements du corps humain. Dans quelle direction est-il orienté?
Réponse
Avant en arrière
D'avant en arrière
Question
À la cheville, on parle de dorsiflexion et de plantilexion plutôt que de flexion et extension. Qu'est-ce que la dorsiflexion?
Réponse
La dorsiflexion est le mouvement de flexion du pied vers le haut, c'est-à-dire rapprochant la pointe du pied du tibia.
Il s'agit de l'action de rapprocher la pointe du pied de la jambe, diminuant l'angle entre le dessus du pied et la jambe.
Question
Qu'est-ce que la pronation du pied?
Réponse
Mouvement du pied combinant l'abduction et la dorsiflexion.
Mouvement du pied combinant l'adduction et la plantiflexion.
Question
La Terre effectue un déplacement angulaire pendant 5 heures. Calcule ce déplacement en radians en sachant que sa vitesse angulaire est d'environ 7,27 × 10⁻⁵ rad/s.
Réponse
1,31 rad
Δθ = 1,31 rad
Question
En anatomie, le terme antérieur désigne une direction qui est vers l'avant du corps. Quel est le terme qui désigne la direction opposée?
Réponse
Postérieur
Arrière du corps
Question
Le plan frontal est l'un des trois plans anatomiques de référence. Quelles directions ce plan définit-il?
Réponse
Avant et arrière
Antérieur et postérieur
Question
Une balle est lancée verticalement vers le haut depuis le sol avec une vitesse initiale de 5 m/s. En utilisant l'équation du MRUA (y = y₀ + v₀t + ½at²) avec g = 10 m/s², détermine si la balle retournera au sol après 1 seconde, entre 0 et 1 seconde, ou entre 1 et 2 secondes.
Réponse
La balle retourne au sol entre 1 et 2 secondes.
Question
Sur un graphe accélération-temps d'un MRUA, la courbe est une droite horizontale. Que représente l'aire entre cette droite et l'axe horizontal entre deux instants?
Réponse
La variation de vitesse
La variation de la vitesse
Question
En anatomie, la position anatomique sert de référence pour définir les positions et les mouvements du corps humain. Décris brièvement cette position de référence.
Réponse
Debout, membres supérieurs le long du tronc, paumes tournées vers l'avant.
Position de référence avec le corps droit, les bras le long du corps, paumes vers l'avant, pieds joints.
Question
L'adduction est un mouvement dans le plan frontal. Que fait-elle par rapport au plan sagittal de référence?
Réponse
Il rapproche un membre du plan sagittal de référence.
Il rapproche un membre du plan sagittal.
Question
Un angle de déplacement angulaire est mesuré à 1,31 rad. Convertis cet angle en degrés.
Réponse
75,06 degrés
Question
Sur un graphe accélération-temps d'un mouvement rectiligne quelconque, qu'indique l'aire entre la courbe et l'axe horizontal?
Réponse
La variation de vitesse
La variation de la vitesse
Question
Pour résoudre un problème de cinématique impliquant un objet en mouvement rectiligne, quelle est la première étape de la méthode proposée?
Réponse
Réaliser un diagramme qualitatif du mouvement et identifier le type de mouvement (MRU, MRUA, etc.).
Dessiner et choisir un repère adapté au mouvement, souvent avec l'origine à la position initiale et l'axe dans le sens du mouvement.
Déterminer les conditions initiales : position initiale, vitesse initiale et accélération, en tenant compte de leur signe.
Question
Un mouvement rectiligne quelconque (non-MRU et non-MRUA) présente un graphe position-temps de forme courbe. Qu'indique une concavité négative (courbe "renfrognée") dans ce graphe?
Réponse
Une accélération négative.
Une décélération de l'objet.
Question
Le modèle humain simplifié considère le pied comme un unique segment rigide. Pourquoi ce modèle est-il insuffisant pour une analyse biomécanique précise de la marche?
Réponse
Le pied est constitué de plusieurs segments (tarse, métatarse, phalanges) et articulations complexes qui ne peuvent pas être modélisés comme un seul segment rigide. Ce modèle est insuffisant pour analyser les mouvements de pronation et supination du pied, qui sont essentiels pour comprendre la biomécanique de la marche et de la course.
Le modèle simplifié du pied comme segment unique rigide ne permet pas de décrire les mouvements de pronation et supination, qui sont fondamentaux pour l'analyse précise de la marche. Une analyse biomécanique détaillée nécessite de modéliser le pied avec plusieurs segments et articulations.
Le pied possède une structure interne complexe avec plusieurs segments et articulations. Traiter le pied comme un unique segment rigide empêche la modélisation des mouvements de pronation/supination, indispensables pour une analyse biomécanique précise de la marche et de la course.
Question
Pour un mouvement rectiligne uniforme, la relation entre le déplacement Δx, la vitesse v et la durée Δt est donnée par Δx = v·Δt. Quelle est l'équation du mouvement qui généralise cette relation en fonction du temps?
Réponse
x = x₀ + v₀t + ½at²
x(t) = x₀ + v₀t + ½at²
Question
Pourquoi l'accélération angulaire de la Terre lors de sa rotation est-elle nulle?
Réponse
La vitesse angulaire de la Terre est constante.
La Terre tourne à vitesse angulaire constante.
Question
L'extension est un type de mouvement corporel. Quel effet produit-elle sur l'angle relatif entre deux segments adjacents?
Réponse
augmente l'angle
augmente
agrandit l'angle
Question
Un mouvement rectiligne uniformément accéléré (MRUA) possède une accélération constante. L'accélération instantanée a est définie comme la variation de vitesse pendant une durée infinitésimale. Quelle formule exprime l'accélération moyenne entre deux instants?
Réponse
a_m = (v_f - v_i) / (t_f - t_i)
a_m = \Delta v / \Delta t
Question
Il existe une distinction courante entre les termes jambe et membre inférieur. Quel est le segment anatomique précis que désigne le terme jambe?
Réponse
Le segment situé entre le genou et la cheville.
Question
La rotation externe est un mouvement dans le plan transversal. Que fait-elle par rapport au plan sagittal de référence?
Réponse
éloigne le membre du plan sagittal de référence
écarte le membre du plan sagittal de référence
Question
Dans l'analyse de la course d'Usain Bolt, qu'indique le fait que la pente du graphe vitesse-temps diminue progressivement pendant les 4 premières secondes?
Réponse
L'accélération diminue avec le temps.
La vitesse augmente moins vite.
Question
Les deux types de grandeurs physiques utilisées pour caractériser les mouvements du corps humain à une articulation sont les grandeurs linéaires (position, vitesse) et les grandeurs angulaires. Quel est le principal avantage des grandeurs angulaires pour décrire la rotation?
Réponse
Ils permettent de décrire la rotation d'un segment corporel autour d'une articulation de manière indépendante de la translation de l'articulation elle-même.
Les grandeurs angulaires caractérisent directement l'angle de rotation, la vitesse de rotation et l'accélération de rotation, simplifiant l'analyse du mouvement articulaire.
Question
Un objet est en mouvement lorsque sa position change au cours du temps. Quel est le terme qui désigne le chemin qu'il suit, c'est-à-dire l'ensemble des positions qu'il occupe successivement?
Réponse
La trajectoire
Trajectoire
Question
La flexion est un type de mouvement corporel. Quel effet produit-elle sur l'angle relatif entre deux segments adjacents?
Réponse
Il diminue l'angle.
Diminue l'angle entre les segments.
Réduit l'angle.
Question
Dans le modèle humain du cours, quels sont les trois segments des membres supérieurs?
Réponse
Bras, avant-bras, main
Bras, avant-bras, et la main
Le bras, l'avant-bras et la main
Question
Une roue effectue 1000 tours par minute. Quelle est sa vitesse angulaire en rad/s?
Réponse
104,72 rad/s
Question
Le modèle ponctuel considère un objet comme réduit à un seul point concentrant toute sa masse. Pourquoi ce modèle n'est-il pas adapté pour représenter les mouvements du corps humain?
Réponse
Le corps humain est composé de plusieurs segments articulés qui effectuent des rotations.
Le modèle ponctuel ne peut pas représenter les mouvements de rotation complexes des membres.
L'analyse des mouvements du corps humain nécessite de considérer des corps rigides et leurs rotations.
Question
Il existe une distinction courante entre les termes bras et membre supérieur. Quel est le segment anatomique précis que désigne le terme bras?
Réponse
Le segment entre l'épaule et le coude
Le segment situé entre l'articulation de l'épaule et l'articulation du coude
Question
La rotation interne est un mouvement dans le plan transversal. Que fait-elle par rapport au plan sagittal de référence?
Réponse
Elle rapproche le membre du plan sagittal de référence.
Elle rapproche le segment du plan sagittal.
Question
À l'épaule, on parle d'antépulsion et de rétropulsion plutôt que de flexion et extension du membre supérieur. Quel terme décrit le mouvement d'élévation du bras devant le tronc?
Réponse
antépulsion
Question
Lors de la course de 100 m d'Usain Bolt en 2008, quelles phases de mouvement correspondent à un MRU ou un MRUA selon l'analyse du graphe vitesse-temps?
Réponse
Le MRUA correspond aux premières secondes (0-1s environ) où la vitesse augmente rapidement, et aux dernières secondes (9-9.69s) où la vitesse diminue (ralentissement). Le MRU est approximé entre 4 et 6s où la vitesse est relativement constante.
Le mouvement de 0 à 1s est un MRUA (accélération) et de 4 à 6s est un MRU (vitesse constante). Les dernières secondes (9-9.69s) montrent un MRUA (décélération).
Question
La distance parcourue durant les deux premières secondes de la course d'Usain Bolt peut être estimée graphiquement. Quelle est la méthode graphique pour calculer cette distance à partir du graphe vitesse-temps?
Réponse
L'aire sous la courbe du graphe vitesse-temps.
L'intégrale de la fonction vitesse par rapport au temps entre 0 et 2 secondes.
Question
Un mouvement rectiligne quelconque (non-MRU et non-MRUA) présente un graphe position-temps de forme courbe. Qu'indique une concavité positive (courbe "souriante") dans ce graphe?
Réponse
L'accélération est positive et augmente.
L'accélération est positive et constante.
L'accélération est positive et diminue.
Question
Dans l'exemple du saut de Felix Baumgartner en 2012, l'accélération lors de la première minute était d'environ 1600 km/h par minute. Convertis cette accélération en m/s² et compare-la à l'accélération de la chute libre (g = 10 m/s²). Est-ce une chute libre? Justifie.
Réponse
L'accélération est d'environ 7,4 m/s², ce qui est inférieur à g (10 m/s²). Ce n'est pas une chute libre car l'accélération n'est pas égale à g et varie, probablement à cause de la résistance de l'air.
L'accélération de 1600 km/h par minute équivaut à environ 7,4 m/s². Comme g est d'environ 10 m/s², ce n'est pas une chute libre car l'accélération est moindre et probablement influencée par la résistance de l'air.
Question
Un mouvement simple du corps humain est créé par la contraction d'un muscle autour d'une articulation. Quel est le segment corporel qui reste immobile lors du mouvement?
Réponse
Le segment fixe
Question
Pourquoi les mouvements de pronation et supination du pied ne peuvent-ils pas être décrits avec le modèle simplifié du cours où le pied est considéré comme un unique segment rigide?
Réponse
Le pied est considéré comme un segment rigide unique, alors que la pronation et la supination impliquent des mouvements complexes des différentes parties du pied.
Le modèle d'un segment rigide ne permet pas de décrire les rotations multiples et combinées nécessaires à la pronation et à la supination du pied.
Question
Un objet tombe librement d'une hauteur de 2 m. En utilisant les équations du MRUA avec g = 10 m/s² et en considérant l'axe y orienté vers le haut, calcule la vitesse de l'objet au moment où il touche le sol (arrondir à 2 décimales).
Réponse
-6.32 m/s
Cinématique : Analyse du Mouvement
La cinématique est la branche de la mécanique qui étudie le mouvement des corps sans se soucier des causes de ce mouvement (les forces). Elle décrit comment les objets se déplacent dans l'espace et le temps.Diagramme du Mouvement et Modèle Ponctuel
Un objet est en mouvement lorsque sa position change au cours du temps. Sa trajectoire est le chemin qu'il suit, c'est-à-dire l'ensemble des positions qu'il occupe successivement. Pour visualiser un mouvement, on utilise un diagramme du mouvement. Ce diagramme est créé en prenant des "photos" de l'objet à intervalles de temps réguliers et en superposant toutes ces images sur un seul schéma.Mouvements Rectilignes
Un mouvement rectiligne est un mouvement dont la trajectoire est une ligne droite. Le diagramme du mouvement se compose alors d'une suite de points alignés.Temps ()
- Symbole : .
- Unité SI : secondes (s).
- La valeur initiale () est arbitraire.
- Prend uniquement des valeurs positives.
- Une durée est la longueur entre un temps initial et un temps final .
Position ( ou )
- Symbole : (horizontal) ou (vertical).
- Unité SI : mètres (m).
- La position est toujours mesurée par rapport à un repère (un axe orienté et gradué) muni d'une origine (position nulle).
- C'est une grandeur vectorielle.
- Un déplacement est la différence entre une position finale et une position initiale .
- Position : flèche de l'origine au point où se trouve l'objet.
- Déplacement : flèche de la position initiale à la position finale.
- Temps : étiquette du point sur le diagramme.
- Position à : .
- Position à : .
- Déplacement entre et : .
- Durée : .
Vitesse ()
- Unité SI : mètres par seconde (m/s).
- Vitesse moyenne () : rapport entre le déplacement et la durée.
- Vitesse instantanée () : variation de la position pendant une durée infinitésimale. C'est ce que mesure le compteur d'un véhicule.
- La vitesse instantanée n'est égale à la vitesse moyenne que si la vitesse est constante.
- Vitesse initiale : .
- Vitesse finale : .
- Vitesse moyenne : .
Mouvement Rectiligne Uniforme (MRU)
Un MRU est un mouvement dont la trajectoire est une ligne droite et dont la vitesse est constante. Son diagramme du mouvement montre des points alignés et régulièrement espacés.- Vitesse : .
- Temps pour : .
Graphes Temporels
Un graphe temporel est une représentation visuelle de la relation entre une grandeur physique et le temps, le temps étant toujours sur l'axe des abscisses.Graphe Position-Temps () pour un MRU
Pour un MRU, le graphe position-temps est une droite.- La pente de la droite représente la vitesse de l'objet.
- Une pente positive indique un mouvement dans le sens de l'axe.
- Une pente négative indique un mouvement en sens opposé à l'axe.
- Plus la droite est proche de la verticale, plus la vitesse est élevée (en valeur absolue).
- Plus la droite est proche de l'horizontale, moins la vitesse est élevée (en valeur absolue).
- L'ordonnée à l'origine représente la position initiale .
Graphe Vitesse-Temps () pour un MRU
Pour un MRU, la vitesse est constante, donc le graphe vitesse-temps est une droite horizontale.- Une droite horizontale signifie que la vitesse reste constante.
- L'aire sous la courbe entre deux instants et représente le déplacement réalisé pendant cet intervalle de temps : .
Mouvement Rectiligne Uniformément Accéléré (MRUA)
Un MRUA est un mouvement dont la trajectoire est une ligne droite et dont l'accélération est constante.Accélération ()
- Unité SI : mètres par seconde carrée (m/s²).
- Accélération moyenne () : rapport entre la variation de vitesse et la durée.
- Accélération instantanée () : variation de la vitesse pendant une durée infinitésimale.
- L'accélération instantanée n'est égale à l'accélération moyenne que si l'accélération est constante.
Graphes Temporels pour un MRUA
Graphe Accélération-Temps () pour un MRUA
Puisque l'accélération est constante, le graphe accélération-temps est une droite horizontale.Graphe Vitesse-Temps () pour un MRUA
Puisque , le graphe vitesse-temps est une droite linéaire (non horizontale).- La pente de la droite représente l'accélération instantanée.
- L'aire sous la courbe entre deux instants représente le déplacement . Cette aire peut être décomposée en un rectangle () et un triangle ().
Graphe Position-Temps () pour un MRUA
Puisque , le graphe position-temps est un morceau de parabole.- La pente de la courbe représente la vitesse (qui est variable).
- L'ordonnée à l'origine est la position initiale .
- Le signe de l'accélération détermine la concavité de la parabole :
- Si , la parabole est ouverte vers le haut (en forme de "U"). La vitesse augmente.
- Si , la parabole est ouverte vers le bas (en forme de "n"). La vitesse diminue (l'objet ralentit).
- La valeur absolue de l'accélération détermine l'ouverture de la parabole : plus est élevée, plus la parabole est fermée.
Chute Libre
La chute libre est un mouvement influencé uniquement par l'attraction terrestre, en négligeant la résistance de l'air. C'est un cas particulier de MRUA.Résolution de Problèmes
Pour résoudre des problèmes de cinématique de mouvement rectiligne :- Réaliser un diagramme qualitatif et identifier le type de mouvement (MRU, MRUA, ou une succession).
- Choisir et dessiner un repère (axe x ou y, sens, origine). Pour un mouvement vertical, l'axe est souvent vers le haut et l'origine au sol.
- Déterminer les conditions initiales (position initiale ou , vitesse initiale et accélération ) en faisant attention aux signes.
- Écrire les équations du mouvement en remplaçant les valeurs numériques.
- Appliquer les conditions supplémentaires de l'énoncé et résoudre les équations.
Mouvements Rectilignes Quelconques
Les MRU et MRUA sont des mouvements idéalisés. Les mouvements réels sont souvent plus complexes. Pour les mouvements rectilignes quelconques, il n'y a pas d'équations simples. Cependant, on peut toujours construire les graphes temporels à partir de mesures de position à intervalles réguliers.Interprétations des Graphes (Général)
- Graphe position-temps () :
- La pente de la courbe donne le signe et la grandeur de la vitesse.
- La concavité de la courbe donne le signe et la grandeur de l'accélération.
- Graphe vitesse-temps () :
- La pente de la courbe donne le signe et la grandeur de l'accélération.
- L'aire entre la courbe et l'axe horizontal donne le signe et la grandeur du déplacement.
- Graphe accélération-temps () :
- L'aire entre la courbe et l'axe horizontal donne le signe et la grandeur de la variation de vitesse.
- MRUA de à : La courbe est quasi linéaire (pente constante, donc accélération constante).
- De à : La vitesse est presque constante (courbe presque horizontale, donc quasi MRU).
- De à : La vitesse diminue linéairement (pente constante négative, donc MRUA avec décélération).
- Phase 1 (0 à ) : La vitesse augmente rapidement.
- Phase 2 ( à ) : La vitesse diminue.
- Phase 3 ( à ) : La vitesse reste presque constante.
Mouvements de Rotation
Le modèle ponctuel est insuffisant pour décrire les mouvements du corps humain, qui sont souvent des rotations de segments autour d'articulations. Pour ces cas, on utilise le modèle rigide, où chaque objet a une taille et une forme fixées. Le diagramme du mouvement (suite de points) n'est pas adapté aux rotations.Angle ()
- Symbole : (thêta).
- Unité SI : radians (rad).
- Signe : positif pour le sens antihoraire, négatif pour le sens horaire.
- Conversions : .
- Le déplacement angulaire est la variation d'angle pendant un intervalle de temps.
Vitesse Angulaire ()
- Symbole : (oméga).
- Unité SI : radians par seconde (rad/s).
- Signe : positif pour le sens antihoraire, négatif pour le sens horaire.
- Si la vitesse angulaire est constante : , d'où .
- Conversions : . Par exemple, .
Accélération Angulaire ()
- Symbole : (alpha).
- Unité SI : radians par seconde carrée (rad/s²).
- Signe : positif pour le sens antihoraire, négatif pour le sens horaire.
Graphes Temporels pour la Rotation
- Graphe du déplacement angulaire en fonction du temps () :
- La pente de la courbe donne le signe et la grandeur de la vitesse angulaire .
- La concavité de la courbe donne le signe et la grandeur de l'accélération angulaire .
- Graphe de la vitesse angulaire en fonction du temps () :
- La pente de la courbe donne le signe et la grandeur de l'accélération angulaire .
- L'aire entre la courbe et l'axe horizontal donne le signe et la grandeur du déplacement angulaire .
- Graphe de l'accélération angulaire en fonction du temps () :
- L'aire entre la courbe et l'axe horizontal donne le signe et la grandeur de la variation de vitesse angulaire .
Mouvements du Corps Humain
Le corps humain peut avoir un mouvement d'ensemble (modélisé par le modèle ponctuel) et des mouvements de rotation de segments corporels autour d'articulations (modélisés par le modèle rigide). Une terminologie spécifique est utilisée.Positions
- Positions par rapport au sol : En station (debout), assise, en décubitus (ventral, dorsal, latéral).
- Position anatomique : En station, membres supérieurs le long du tronc, paumes des mains tournées vers l'avant. Elle sert de référence.
Positions relatives des parties du corps (terminologie directionnelle)
- Antérieur/postérieur : Vers l'avant/arrière du corps.
- Médial/latéral : Vers le milieu/côté du corps.
- Supérieur/inférieur : Vers le haut/bas du corps.
- Proximal/distal :
- Pour les membres : Proche/distant du point d'attache au tronc.
- Pour la tête, le cou et le tronc : Proche/distant du bassin.
- Le bras est le segment entre l'épaule et le coude, tandis que le membre supérieur inclut le bras, l'avant-bras et la main.
- La jambe est le segment entre le genou et la cheville, tandis que le membre inférieur inclut la cuisse, la jambe et le pied.
Mouvements
Plans et Axes de Référence
Pour décrire les mouvements, on utilise des plans et des axes imaginaires traversant le corps.- Plan sagittal : Divise le corps en parties droite et gauche. De haut en bas et d'avant en arrière. Axe de référence : Axe transversal.
- Plan frontal (ou coronal) : Divise le corps en parties antérieure et postérieure. De haut en bas et de gauche à droite. Axe de référence : Axe sagittal.
- Plan transversal (ou horizontal) : Divise le corps en parties supérieure et inférieure. D'avant en arrière et de gauche à droite. Axe de référence : Axe longitudinal.
- Axe longitudinal : De haut en bas.
- Axe sagittal : D'avant en arrière.
- Axe transversal : De gauche à droite.
Terminologie des Mouvements Simples
Un mouvement simple est la contraction d'un muscle autour d'une articulation.- Segment fixe : Celui qui reste immobile.
- Segment mobile : L'ensemble des parties du corps tournant autour de l'articulation.
- Le segment fixe est proximal s'il est plus proche du tronc que le segment mobile, et distal sinon.
Types de Mouvement
- Flexion/Extension : Mouvement qui diminue/augmente l'angle relatif entre deux segments adjacents. Se produit généralement dans le plan sagittal à partir de la position anatomique.
- Cheville : Dorsiflexion (extension du pied vers le haut) / Plantiflexion (flexion du pied vers le bas).
- Épaule : Antépulsion (mouvement vers l'avant) / Rétropulsion (mouvement vers l'arrière).
- Membres supérieurs et inférieurs : Flexion pour l'élévation devant le tronc, extension en sens opposé.
- Abduction/Adduction : Mouvement dans le plan frontal d'éloignement/rapprochement d'un membre du plan sagittal de référence (à partir de la position anatomique).
- Rotation interne/externe : Mouvement dans le plan transversal de rapprochement/éloignement du plan sagittal de référence (à partir de la position anatomique).
- Position : Décubitus latéral.
- Plan : Frontal.
- Axe : Sagittal.
- Segment fixe : Tronc (proximal).
- Segment mobile : Membre inférieur droit.
- Mouvement : Abduction de la hanche droite.
- Position : Décubitus latéral.
- Plan : Sagittal.
- Axe : Transversal.
- Segment fixe : Tronc (proximal).
- Segment mobile : Membres inférieurs.
- Mouvement : Flexion de la hanche gauche, extension de la hanche droite.
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