La mécaniqu de la marche

[nivéa]

bonjour à tous,

je suis sur cette exercice et je n'arrive mm pas à commencer, pourriez vous m'aider, merci.

Un étudiant effectue une marche, à vitesse constante sur un chemin horizontal.
données
-longueur de la marche L=10km
-masse de l'étudiant M=70kg
-longueur d'un pas lp=0,8m
-champs de pesanteur (terrestre gt=9,81 m/s² , lunaire gl=1,6 m/s²)

première partie
dans cette première approche , on suppose que l'étudiant est assimilé à un corps rigide, le centre d'inertie du promeneur conserve une altitude constante pdt la marche et le contact sol-promeneur se fait sans frottement.
1. quel est le travail mécanique effectué par l'étudiant lors de la marche?

Deuxième partie:
le corps humain n'est pas un corps rigide mais une machine non-réversible. Au cours de la marche, le centre d'inertie effectue des oscillation verticales dont l'amplitude est A=2.5cm. Durant l'élévation,l'énergie élastique musculaire est transformée en énergie potentielle; durant la descente , l'énergie potentielle est convertie en énergie thermique (perdue).
2. quel est le travail fourni par l'étudiant lors de la marche.

Troisième partie: pour marché, l'étudiant prend appui sur la jambe et laisse penduler l'autre autour de l'articulation fémorale. On modélise la jambe par une barre rigide et homogène de longueur d=1m et de masse m.
3a. donner l'expression du moment d'inertie J de la jambe, par rapport à son axe de rotation.
3b. écrire le théorème du moment d'inertie pour la jambe.
3c. en vous limitant aux oscillations de faible amplitude, calculer leur période.
3c. en déduire la vitesse moyenne du marcheur sur la terre, puis sur la lune.


Merci.

[Dominique Lefebvre]

Le contact sol-promeneur san frottement !!! Je suis plié en 4 de rire!! Si ce contact se faisait sans frottement, nous ne pourrions pas marcher!

Ils sont toujours comiques ces exos de L1 ou de Sup !

Pour en revenir à ta question 1, le point important est que le centre d'inertie (j'aurais dit gravité moi ici, mais bon) de ton bonhomme est à altitude constante...

[nivéa]

Le contact sol-promeneur san frottement !!! Je suis plié en 4 de rire!! Si ce contact se faisait sans frottement, nous ne pourrions pas marcher!

Ils sont toujours comiques ces exos de L1 ou de Sup !

Pour en revenir à ta question 1, le point important est que le centre d'inertie (j'aurais dit gravité moi ici, mais bon) de ton bonhomme est à altitude constante...

oui, je suis d'accord! cela signifie donc que ma vitesse reste constante,nan?!

[nivéa]

qui pourrez m'aider!!!

[Dominique Lefebvre]

oui, je suis d'accord! cela signifie donc que ma vitesse reste constante,nan?!

Non, le fait que l'altitude du centre de gravité soit constante n'a rien à voir avec la vitesse, d'autant que ton énoncé stipule que la vitesse de marche est constante...
Il s'agit d'un problème d'énergie! Rappelle-toi les conditions dans lesquelles une force "travaille", c'est dans ton cours sans doute!

[nivéa]

[Dominique Lefebvre]

bravo, tu sais la définition... Quand ton étudiant marche, quelle est la force F qui est susceptible de travailler, sachant que son centre de gravité reste à la même altitude?

[nivéa]

le poids: suivant l'axe

alors, le travail :
??!!

[Dominique Lefebvre]

le poids: suivant l'axe

alors, le travail :
??!!

Tu es sur???? Reprend la définition : le travail d'une force est défini par le produit scalaire de cette force (ici P) et du déplacement (ici OM). Que penses-tu de ce produit scalaire?

[nivéa]

ah, oui je viens de le remarquer, le produit scalaire de
donc l'expression de travail s'écrit: ??!!

[Dominique Lefebvre]

ah, oui je viens de le remarquer, le produit scalaire de
donc l'expression de travail s'écrit: ??!!

Je ne comprends pas: tu remarques à juste titre que le produit scalaire est nul et tu écris W = -mgx pourquoi ?

[Babe]

la conclusion de cette exercice est que marcher n'est pas fatiguant :ptdr: :ptdr:

[Dominique Lefebvre]

la conclusion de cette exercice est que marcher n'est pas fatiguant :ptdr: :ptdr:

Tu n'y penses pas!!! marcher alors que les frottements sont nuls, c'est pire que casse-gueule : tu as déjà marché sur une patinoire : frottements négligeables...

[nivéa]

ta réponse est marrante, mais tres inutile :hum:

[Dominique Lefebvre]

ta réponse est marrante, mais tres inutile :hum:

Bon alors, pourquoi écris-tu W =-mgx alors que le produit scalaire est nul? Quel est la définition du travail d'une force? Tu l'as pourtant noté hier!

[nivéa]

Bon alors, pourquoi écris-tu W =-mgx alors que le produit scalaire est nul? Quel est la définition du travail d'une force? Tu l'as pourtant noté hier!

bien oui, le travail est nul vue que ex.ez=0 =>W(P)=O

[Dominique Lefebvre]

bien oui, le travail est nul vue que ex.ez=0 =>W(P)=O

Et oui, le poids ne travaille pas à altitude constante....

[nivéa]

alors, c'est ça la réponse qu'il faut mettre à la question 1?

[nivéa]

ça veut dire quoi quand ils disent : le corps humain n'est pas un corps rigide mais une machine non réversible

[Dominique Lefebvre]

ça veut dire quoi quand ils disent : le corps humain n'est pas un corps rigide mais une machine non réversible

Bonjour,
Tone xercie suit une progression dans la modélisation de la marche.
Dans la premier question, on considère un solide indéformable en translation à altitude constante. Le travail du poids est nul et donc l'énergie consommée pendant la translation (la marche) aussi... Evidemment, cela ne correspond pas vraiment à la réalité! Comment maigrir en marchant sinon )

Dans la deuxième question, on en arrive à considérer le corps humain comme un solide déformable, animé de transformations irréversibles. On te dit que le centre de gravité est animé d'un mouvement oscillatoire.
Et là, tu es en présence de deux énergies : l'énergie potentielle acquise dans la phase d'élévation (attention au travail...) et de l'énergie thermique dissipée pendnat la phase descendante. Cette énergie produit-elle un travail?

La troisième question est plus "coton"....