Biomécanique

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enisayb
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Biomécanique

09 mai 2021, 17:36

coucou !!
sur le cours sur la biomécanique, j'ai du mal a comprendre la notion de bras de levier pourriez vous me l'expliquer svp ?
pourriez vous aussi me faire un petit topo sur les différents levier, je ne comprend pas concrètement a quoi cela correspond ?
merci :D

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Marz
Tuteur de spé Odontologie et Kinésithérapie
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Re: Biomécanique

10 mai 2021, 09:12

Coucou !

Un bras de levier désigne la distance entre le centre de rotation du mouvement et la ligne d’action du vecteur. Si on imagine un biceps, le bras de levier va correspondre à la petite distance entre ton coude et l’insertion du biceps au niveau de ton avant bras. Dans ce cas, le vecteur est la force du biceps. Sur le schéma, le bras de levier est en bleu.
Bras de levier biceps.png
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Plus le bras de levier est important, moins la force que tu devras exercer sera grande. Par exemple, si tu prends un pied de biche pour soulever un rocher, le centre de rotation est l’extrémité du pied de biche sous le rocher et le bras de levier correspond au manche du pied de biche. Dans ce cas, il est beaucoup plus facile de soulever ce rocher si le pied de biche est long !

La formule pour calculer les moments de forces est la suivante :

M = F x d

Avec M le moment de force, F la force et d le bras de levier. Dans une situation d’équilibre pour un levier, on aura:

M1 = M2

F1 x d1 = F2 x d2

Cette formule permet de comprendre que si un des bras de levier est plus petit, la force devra être plus grande pour obtenir une situation d’équilibre.

Au sein de l’appareil locomoteur, on rencontre trois types de leviers:
  • Le levier inter appui : le centre de rotation, donc l’appui, est au centre. Ce levier correspond au système de la balance, on deux bras de leviers de part et d’autre de l’appui au bout desquels s’exercent la force musculaire d’un coté et la résistance de l’autre. Pour avoir une situation d’équilibre, si les bras de levier ne sont pas égaux, il faudra engager plus ou moins de force musculaire pour que les moments de force soient égaux. On peut retrouver ce type de levier au niveau de l’articulation entre la tête et le rachis cervical
Image levier inter appui.png
Image levier inter appui.png (56.81 Kio) Consulté 2173 fois
  • Le levier inter résistant : dans ce cas la résistance est au centre. Les bras de levier vont être situés entre l’axe de rotation et la force ou la résistance et vont donc se superposer. Imagine une brouette, la résistance étant au milieu, le bras de levier de la force est plus grand que celui de la résistance, pour obtenir une situation d’équilibre, il y aura moins de force à developper. On retrouve ce type de levier au niveau de l’épaule, le centre de rotation correspond à l’articulation, la résistance au poids du bras et la force aux extenseurs
Image levier inter résistant.png
Image levier inter résistant.png (47.59 Kio) Consulté 2173 fois
  • Le levier inter force : dans cette configuration, la force est au centre. Le bras de levier de la force étant plus petit que celui de la résistance, il va falloir developper plus de force. On retrouve assez fréquemment ce type de levier dans le corps humain, par exemple au niveau du biceps, le centre de rotation correspond au coude et le bras de levier à la distance entre le coude et l’insertion du muscle
Je ne peux malheureusement pas mettre plus d'images mais imagine que la force est au centre, la résistance d'un coté et le centre de rotation de l'autre.

Voilà, j'espère que cette petite explication t'a aidé !

Bon courage et plein d'amour des SPOCKs !

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Emma
Référent Spécialité Odontologie et Kinésithérapie
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Re: Biomécanique

10 mai 2021, 09:41

Salut Salut !

Le bras de levier est la distance entre le centre de rotation est la ligne d'action du vecteur (ça peut être le vecteur force, poids ou encore le vecteur de la résistance). Ce bras de levier sera toujours perpendiculaire par rapport à ce vecteur. Puisqu'il correspond à une distance, il est exprimé en mètre et va permettre de jouer sur l'efficacité de la force en l'incluant dans la formule du moment de force (M = F x d avec d le bras de levier (le d c'est encore une fois ici pour "distance")).
  • Plus le bras de levier est grand, donc plus la distance entre le centre de rotation et le vecteur force est élevée, moins on aura besoin d'exercer une force importante pour faire le mouvement voulu.
  • Plus le bras de levier est petit, donc plus la distance entre le centre de rotation et le vecteur force est raccourcie, plus on aura besoin d'exercer une force importante pour effectuer le mouvement.
Pour réussir à s'en souvenir facilement, tu peux te fier à la formule du moment de force : M = F x d. C'est la capacité de la force à exercer un mouvement de rotation autour d'un axe. Autrement dit, c'est le niveau de facilité avec lequel le muscle peut effectuer le mouvement.
Donc plus le moment de force est élevé et plus c'est facile pour le muscle de faire le mouvement.

:idea: Si on considère une force constante (F = constante), alors seul le bras de levier va jouer sur le moment de force.
  • M diminuera si le bras de levier diminue
  • M augmentera si le bras de levier augmente
pour t'aider :
Image
Ici, l'homme peut soulever cette pierre extrêmement lourde en faisant levier avec une planche longue, à une distance du point de rotation plus grande que celle entre la pierre est le centre de rotation. Donc du coté de l'homme, le bras de levier est plus grand que celui de gauche ce qui va l'aider à soulever la pierre sans mettre énormément de force dans le mouvement par rapport au poids de la pierre.

Ensuite, pour les leviers, ce qui les différencient c'est l'ordre de la gauche vers la droite entre : Centre de rotation, résistance et force.
On a 3 types de leviers :
  • levier inter appui : le centre de rotation est au centre, donc on a l'enchainement Résistance > Centre de rotation > Force. C'est ce levier inter appui que l'on retrouve dans l'image du dessus avec le centre de rotation au milieu. Dans le cours, on te dit également qu'il existe au niveau du rachis cervical pour maintenir la tête
  • levier inter résistant : la résistance est au milieu, Centre de rotation > Résistance > Force. C'est ce levier qui est utilisé dans le soulevé d'une brouette ! le centre de rotation correspond à la roue de la brouette, la résistance (au milieu) au poids de la brouette qui l'attire vers le sol et la force correspond à celle exercer par l'individu sur les manches de la brouette pour la soulever.
  • levier inter force : la force est au milieu, Centre de rotation > Force > Résistance. C'est le levier le plus présent dans le corps humain. On le retrouve lors d'une flexion du coude, le centre de rotation correspond au coude, la force à celle exercer par le biceps qui s'insert sur l'avant bras et la résistance correspond au poids du segment de membre. Ce levier inter-force n'est pas le plus efficient en termes de dépenses d'énergie car comme tu peux le voir, le vecteur force est très proche du centre de rotation par rapport au vecteur résistance qui se trouve au niveau de la main, donc le bras de levier est faible donc il faudra exercer une force très importante pour effectuer le mouvement.
Ces leviers permettent l'exécution du mouvement malgré les forces s'appliquant sur le corps humain en permanence.

Voilà ! j'espère avoir répondue à ta question même si c'est compliqué d'expliquer ce cours par écrit, sans te montrer en présentiel comment les forces s'exercent sur ton corps ... :?
Toute la Team SPOCK croit en toi pour cette dernière ligne droite, tu vas gérer, des bisous 💖

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Emma
Référent Spécialité Odontologie et Kinésithérapie
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Re: Biomécanique

10 mai 2021, 09:42

ah mince tu as maintenant 2 réponses de 2 tutrices quel veinard :D

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