Une raquette ralentit une balle de 30 à 20 mètre par seconde en cinq millisecondes. Ce qui a modifié le mouvement de la balle est l'impulsion : force intégrée dans le temps, égale à la variation de la quantité de mouvement.
Construire le modèle
Impulsion = force nette moyenne × durée écoulée = variation de la quantité de mouvement.
Une analyse biomécanique doit définir le segment, la direction et la phase du mouvement.
La force nette et une force musculaire unique ne sont pas interchangeables.
Un bras de levier plus long modifie le couple sans modifier la force appliquée.
Impulsion : Force intégrée dans le temps ; égale à la variation de la quantité de mouvement.
Même variation de quantité de mouvement, 150 kg·m/s : doubler le temps d'arrêt divise par deux la force moyenne
Choisir des preuves capables de le tester
Utiliser une vidéo approuvée par l'enseignant d'un mouvement sécurisé avec consentement préalable.
Calibrer la distance et le temps (à l'aide d'une longueur de référence visible) ; identifier les images de manière cohérente.
Éviter toute affirmation médicale fondée uniquement sur un enregistrement bidimensionnel.
En laboratoire : La perspective de la caméra peut fausser les angles articulaires apparents : filmer perpendiculairement au plan de mouvement et préciser la position de la caméra.
Travailler à partir de quantités connues
Données connues : masse de la balle 0.058 kg ; variation de vitesse 10 m/s sur 0.005 s.
Variation de la quantité de mouvement = 0.058 × 10 = 0.58 kg·m/s.
Force moyenne = impulsion divisée par le temps = 0.58 / 0.005 = 116 N.
Vérification du couple : une même force de serrage de 10 N appliquée à un bras de levier deux fois plus long double le couple autour du poignet.
À vous : Le temps de contact double pour atteindre 0.010 s, pour la même variation de quantité de mouvement. Que devient la force moyenne ?
Vérifier la conclusion et ses limites
La vidéo donne l'apparence d'un mouvement bidimensionnel ; les composantes hors plan sont invisibles.
Une force nette déduite du mouvement ne peut être attribuée à un seul muscle.
Faux : Le suivi de mouvement montre une plus grande force musculaire. Un temps de contact plus long permet d'obtenir la même variation de quantité de mouvement avec une force moyenne réduite : le suivi modifie la durée de l'impulsion, et non uniquement l'effort musculaire.
Clé :
Impulsion = force nette moyenne × durée écoulée = variation de quantité de mouvement.
Définir le segment, la direction et la phase avant toute analyse.
Surveiller : les angles articulaires lus depuis une caméra inclinée.
Écrire à partir d'une impulsion de 60 N·s
L'atterrissage dure 0.3 s avec une force nette moyenne de 200 N.
Impulsion = 200 × 0.3 = 60 N·s — égale à la variation totale de quantité de mouvement, quelle que soit la méthode d'application.
Écrire à partir d'une force moyenne de 1 200 N
La quantité de mouvement d'un sauteur de 80 kg varie de 240 kg·m/s sur une durée de décollage de 0.2 s.
Une impulsion de 240 N·s sur 0.2 s donne une force moyenne de 240 ÷ 0.2 = 1 200 N — temps de contact plus court, force plus élevée.
Écrire à partir d'une définition de phase
Définir la phase de décollage par segment, direction et point final AVANT toute analyse des forces.
Pourquoi : la force est le taux de variation de la quantité de mouvement, et ce taux dépend de l'endroit où la phase est déclarée se terminer.
Écrire à partir d'un atterrissage amorti
Le même saut atterrit sur de la mousse : le contact s'étend sur 0.5 s pour une même variation de quantité de mouvement de 100 N s.
Force moyenne = 100 ÷ 0.5 = 200 N — l'amortissement étale l'impulsion dans le temps ; il ne l'élimine jamais.
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