Mémento du parfait étudiant
Licence 1 – UFR STAPS – Université de Montpellier
UE 22B / TD 9 : Biomécanique du mouvement humain / R. CANDAU
• Puissance (J/s ou W) = travail / temps = force x vitesse
• Travail (J) = variation d’énergie ou force x distance
• Energie potentielle (J) = m g H
• Energie cinétique = ½ m v²
• Travail potentiel = m g D H
• Travail cinétique = ½ m (v
max²– v
min²)
• Résistance aéro (N) = ½ SCx ρ v²
• Résistance fri sol (N) = Cr m g
• Perf (m/min) = E’/C = (A/t + V’O
2max f)/C
• F = m.a, 2ème loi de Newton
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Transjurassienne, longue distance en ski de fond
1. Quelles sont les aptitudes énergétiques cachées ici dans le numérateur de l’équation fondamentale pour ce type d’épreuve?
2. Quelles sont les sources de la dépense d’énergie? Classer par ordre décroissant.
C V E !
=
Waéro Wfriction ski-neige Wpotentiel Wcinétique Winterne
=
Transjurassienne : travail et puissance développés contre les résistances de friction ski-neige?
La Distance de 76 km a été couverte en temps un temps 3h24 (12240s) en 2013 par benoît Chauvet (70kg tout équipé), sa glisse était bonne, le
coefficient de friction ski-neige était de 0,03.
1. Quelle est la résistance de friction ski-neige ? 2. Quel est le travail fourni contre cette résistance?
3. Quelle est la puissance contre cette résistance?
Pour un dénivelé positif total de 510m, calculez :
1. le travail potentiel
2. et la puissance potentielle
Transjurassienne : travail et puissance développés
contre la gravité
Le skieur équipé de son matériel offre une résistance à l’avancement non négligeable, notamment lorsqu’il se propulse son coefficient de traînée
aérodynamique est de 0,60m2 et dans les parties qui se jouent à la glisse en descente le coefficient diminue jusqu’à 0,15m2.
Seuls 5 km sont couverts en position aérodynamique sans se propulser en descente et les 71 autres sont couverts en propulsion.
Calculez ses résistances aérodynamiques:
1. lorsqu’il se propulse (densité de l’air 1,1kg/m3) 2. Lorsqu’il glisse en descente
3. Le travail correspondant
4. Le travail total contre la résistance de l’air 5. La puissance développée pour vaincre l’ensemble des résistances aérodynamiques
Transjurassienne : travail et puissance développés contre
les résistances aérodynamiques
Puissance mécanique totale
1/ En négligeant la puissance interne (pour mouvoir les segments
corporels et le matériel autour du centre de masse du skieur) quelle est la puissance mécanique développée par Chauvet?
2/ en pratique quels sont les facteurs mécaniques de la performance à
optimiser et comment?
Record de l’ascension de l’Everest 8848m
Le 25 mai 2006 : Christian Stangl 60 kg gravit la face Nord sans assistance respiratoire et sans aide en seulement 16 heures et 42 minutes depuis le camp de base à 6448m, battant le record de 19 minutes de Hans Kammerlander, ancien équipier de Reinhold Messner (au début des années 1980).
1. Quel est le travail et la puissance fournis contre la gravité?
2. Pourquoi la puissance développée pour un record d’ascension n’est pas plus élevée?
3. Quelle autre type de puissance a nécessairement été développé pendant l’ascension?
Record de l’heure pour les véhicules à propulsion humaines
92,432km
Francesco Russo
(Suisse), 26 juin 2016, S = 0.238 m2, Cx =0,07
84,02 km
Barbara Buatois
(F) 19/07/2009 sur vélo couché caréné Varna Tempest à Romeo, Michigan (États-Unis)
Record de l’heure pour les véhicules à propulsion humaine
92,432km
Francesco Russo
(Suisse), 26 juin 2016 à Schipkau, Brandebourg (Allemagne) sur vélo Eiviestretto
Quelle est la puissance requise pour maintenir 92 km/h?
92,432km
Francesco Russo
(Suisse), 26 juin 2016, S = 0.238 ? m2, Cx =0,07,
Cr=0,005, m cycliste 60 kg, m , vélo = 25 kg
Est-ce qu’une vitesse de 100km/h pourrait être maintenue par un cycliste de l’ élite mondiale pendant une heure avec le véhicule à propulsion
humaine de Francesco Russo ?
Caractéristiques du VPH de Francesco :
(Suisse), 26 juin 2016, S = 0.238 m2, Cx =0,07, Cr=0,005
90% de la puissance disponible en position couchée
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
0 50 100 150 200 250 300
Puisssance (W)
Temps (min)
379 W
Pinot et Grappe, 2014
Puissances records maintenues en fonction du temps