Le travail mécanique

[Dacu]

Bonjour à tous,

Un homme avec 60 kg de masse se déplace sur une distance de 2 km.Sachant que son pas est de 40 cm et que le pied est porté à 5 cm de hauteur , calculer le travail mécanique effectué par l'homme sur la distance de 2 km.

Cordialement

Dacu

[WillyCagnes]

bjr

combien de pas en tout =N?
quelle est la formule du travail? revise ton cours sur la variation de l'énergie Potentielle mg(Z-Zo)

[Black Jack]

Genre d'énoncé stupide.

Ce n'est pas parce que le pied est porté à 5 cm de hauteur que l'entièreté du corps "monte" de 5 cm.

Pour moi, cet énoncé devrait se retrouver à la corbeille, ne correspondant en rien à la réalité.

En tout cas moi, j'ai plus "facile" de marcher sur 2 km que de gravir dans le même temps une falaise de 250 m.

Enfin ce n'est que mon avis ... mais je le partage.

[nodgim]

D'accord avec Black Jack. C'est ailleurs aussi fatiguant de rester immobile debout que de faire 2 km avec des pas de 40 cm !
Au fait, quelle quantité de travail faut il fournir pour rester immobile debout ?

[Black Jack]

Juste pour info :

Dépenses (métabolisme) énergétiques de base moyenne : 40 kcal/h.m² chez l'homme adulte et 38 kcal/h.m² chez la femme adulte.

40 kcal/h.m² : les m² représentent la surface de peau, pour un homme de 1,8 m et 70 kg, on a environ S = 1,6 m²

Donc métabolisme de base : 40 * 1,6 *24 = 1536 kcal (par jour), soit si on préfère 6400 kJ (soit une puissance moyenne de 74 W)

Pour un homme de 70 kg, la simple station debout requiert une dépense énergétique supplémentaire d'environ 50 kcal/h (58 W)

On trouve une belle dispersion dans les chiffres pour la puissance utilisée pour marcher... Néanmoins pour une "marche à vitesse normale (4 à 5 km/h), c'est environ 70 W (mais dur de savoir si c'est en plus ou non des 58 W pour la seule position debout)

************
Quoi qu'il en soit cette énergie n'est pas calculable par les données de l'énoncé.

Si on arrive à des valeurs "proches" entre l'énergie mécanique qu'on pousse à calculer de manière erronée par l'énoncé et l'énergie supplémentaire réelle due à la marche ... ce ne serait qu'un hasard (provoqué probablement par l'auteur)

Il va sans dire (même si cela va mieux en le disant) que si la personne de l'énoncé, ne soulève, à chaque pas, le pied que de 1 cm au lieu des 5 de l'énoncé, il n'aura pas dissipé 5 fois moins d'énergie sur les 2 km parcourus.

[nodgim]

Merci pour ces infos, Black Jack.
Avec une marche style promenade, le supplément de travail par rapport à la station debout doit être proche du zéro....
Ce qui me surprend dans cette histoire, c'est que la station debout est censée ne dépenser aucun travail (puisque le travail est le produit d'une force par un déplacement), alors qu'il est évident qu'on consomme des calories en restant debout !

[Black Jack]

Ce n'est pas parce que la station debout ne produit aucun travail mécanique ... qu'elle ne demande pas de travail "au corps".

En effet, se tenir debout demande à certains muscles de rester tendus et cela demande pour y arriver du travail "chimique", les muscles chauffent, il y a production par le corps d'acide lactique (qui vont amener des crampes) ...

Mais là, je suis incompétent, il faudrait l'avis d'un biologiste.

[nodgim]

Oui, il y a les muscles, c'est sûr, mais je pensais à autre chose : la pression d'un objet pesant sur une base doit bien produire un peu de chaleur à la jonction ?

[Dacu]

Bonjour à tous,

Le problème a été proposé par un professeur de physique à la classse VII...... avec la résolution suivante:



Cordialement,

Dacu

[Black Jack]

Bonjour à tous,

Le problème a été proposé par un professeur de physique à la classse VII...... avec la résolution suivante:



Cordialement,

Dacu

Bien évidemment... cela n'empêche que c'est complètement faux.

Etre prof de physique et comprendre la Physique ne sont malheureusement pas obligatoirement compatibles.

[anthony_unac]

Bonsoir,
Pour compléter les informations de Black Jack, il est généralement admis que courir fait consommer 1kcal/kg/km et que marcher fait consommer 0.5kcal/kg/km.
Malheureusement ni la hauteur du pas ni la longueur du pas interviennent ici.
Quoi qu'il en soit pour un homme de 60 kg se promenant sur 2km, cela nous amènerait à une dépense énergétique de 0.5*60*2=60 kcal soit environ 251kJ (ce qui n'est pas si éloigné du calcul de Dacu)
Concernant la dépense énergétique du corps (métabolisme basal), il dépend de beaucoup de facteurs mais à ce petit jeu, ce sont nos enfants qui consomment le plus et de loin.

[Black Jack]

" (ce qui n'est pas si éloigné du calcul de Dacu)"

Et ceci est encore pire que tout.

Je l'avais déjà pointé dans ma réponse précédente par :

Si on arrive à des valeurs "proches" entre l'énergie mécanique qu'on pousse à calculer de manière erronée par l'énoncé et l'énergie supplémentaire réelle due à la marche ... ce ne serait qu'un hasard (provoqué probablement par l'auteur)

On résout un problème de manière complètement fausse, mais en ayant choisi des valeurs numériques dans l'énoncé qui donnent au final une valeur pas trop éloignée de la réalité... et cela pousse donc l'étudiant à penser que c'était donc "LA" bonne méthode de résolution... qui n'en reste cependant pas moins absurde.

[nodgim]

En effet ce n'est pas calculable autrement qu'en faisant un bilan physiologique avant et après la marche.
Pensez qu'on n'est finalement pas loin d'un trajet en vélo sur une portion à plat, avec vent nul. Bien sûr, en vélo on consommera moins, car la roue limite les frottements. Le travail du marcheur consiste juste à avancer le pied arrière vers l'avant pour éviter de tomber. Et bien entendu, à rester debout.

[anthony_unac]

Bonsoir,
Effectivement, il est très difficile de modéliser les différentes dépenses énergétiques d'un Homme au cours d'un mouvement (course, marche, mouvement quelconque) par le biais des relations physiques traditionnelles. C'est d'ailleurs pour cette raison que les physiologistes préfèrent (quand c'est possible) mesurer la consommation de dioxygène et en déduire la consommation énergétique (les physio confirmeront ... )