«Un corps vivant est un mécanisme, dont IL faut chercher les lois physiologiques dans les lois mêmes de la physique expérimentale.»








télécharger 473.48 Kb.
titre«Un corps vivant est un mécanisme, dont IL faut chercher les lois physiologiques dans les lois mêmes de la physique expérimentale.»
page2/6
date de publication01.04.2018
taille473.48 Kb.
typeDocumentos
p.21-bal.com > loi > Documentos
1   2   3   4   5   6




LES MACHINES SIMPLES




Les machines simples transmettent et transforment les forces sans en changer la valeur
Celles qui trouvent leur application en analyse du mvt st principalement les: _ leviers

_ poulies

Le plan incliné
F1 composante de glissement

F2 composante d’appui

L’angle F2OP a ses côtés perpendiculairement à l’angle  donc F2OP = 

F1 et F2 st proportionnelle à l’angle 

Donc : F1 = P sin  sin  = F1/P

F2 = P cos  cos  = F2/P
Utilité : verticalisation d’1 patient (surtout kiné)


F1


F2 P

Quand l’angle  augmente, le sinus augmente, d’où la charge du sujet.

Les leviers
Le levier est un corps solide indéformable, de forme quelconque, mobile autour d’1 pt ou d’1 axe appelé APPUI et soumis à l’action de 2 forces :

_ force motrice = puissance

_ résistance
Ces 2 forces ont leurs points d’application sur le levier
La force motrice peut être la force musculaire et la résistance la force de pesanteur, mais la force motrice peut être la force de pesanteur et la résistance peut être la force musculaire.
Il existe 3 types de leviers :

_ de 1er genre

_ de 2e genre

_ de 3e genre

La différence est liée à la position de l’appui par rapport aux forces.

C’est la position du point d’appui /R à la force motrice et à la résistance qui définit le genre du levier.
Levier de 1er Genre = Levier d’INTER-APPUI
L’appui se trouve entre la force motrice et la résistance.

Ex : une paire de ciseaux mvt d’extension

Levier de 2e Genre : INTER-RESISTANT
La résistance est située entre l’axe = pt d’appui et la force motrice

Ex : Casse-noix pointe de pieds brouette

appui = MTP

Levier de 3e Genre : INTERPUISSANT
La force motrice est placée entre l’appui = axe et la résistance.
Ex : le sujet sur la pointe des pieds pose ses talons sur le sol

Le triceps freine le rabattement du talon au sol, c’est une contraction excentrique

Mvt qui passe du digitigrade en plantigrade

Conclusion

Un type de levier n’est définissable qu’à un certain moment, instant t du mvt

Un système n’a pas toujours le même type de levier en fonction du déplacement
Un levier avantageux est celui où le bras de levier de la force motrice est grand, et celui de la résistance petit, c’est donc le levier de deuxième genre.

Notion d’équilibre d’1 Levier
Un levier est en équilibre ss l’action de 2 forces, celles-ci admettent 1 résultante R passant obligatoirement par le pt d’appui = charge du pt d’appui et 1 force qui s’y oppose (sens opposé) = réaction d’appui
La poulie
C’est une machine qui change la direction d’une force sans en modifier l’intensité.

Elle est constituée de différentes parties :

_ 1 partie mobile = REA : 1 disque, 1 axe et 1 gorge

_ 1 partie fixe = Chappe fixée

F

P

Les frottements sont supposés nuls
Notion d’équilibre d’1 poulie
Une poulie est en équilibre lorsque les moments (par rapport à l’axe) des forces qui sollicitent chacun des brins de la corde sont égaux.
Notion de Charge d’1 poulie
Pour calculer la charge d’1 poulie, il faut qu’elle soit en équilibre
charge d’une poulie = résultante des forces appliquées sur la poulie, et cette résultante passera toujours par l’axe de la poulie.
Poulie à Brins //
Equilibre : d’où F1=F2

La résultante a pour point d’application le centre de la poulie R = F1 + F2

2 forces // de même sens s’exerçant sur 1 système
Poulie à Brins non-//
Equilibre d’où : F1 = F2

Forces dont les directions sont concourantes
R’ la résultante de F1 et F2 est aussi la plus grande diagonale du losange.
Les diagonales d’un losange se coupent en leurs milieux et forme des triangles rectangles :
cos  = (R/2)/ F1 ou F2

R = 2 F1 cos  = 2 F2 cos 
R = 2 F.cos
L’angle  est la moitié de l’angle formé par les deux forces.
Ex : _ Bord latéral du cuboïde (Long Fibulaire)  poulie de réflexion.

_ Arrière de la malléole médiale (TP)  point de réflexion.

_ En avant de la patella : tendon patellaire ou rotulien et le quadriceps : plus le genou se fléchit, plus la surface articulaire de la patella et de la trochlée fémorale seront comprimés.
LES CHAiNES CINETIQUES =

chaines articulaires

C’est une suite de segments osseux articulés entre eux.

Il en existe 3 types :

Les chaînes ouvertes.

Les chaînes fermées.

Les chaînes semi-fermées.
La chaîne articulaire ouverte
C’est une suite de segments articulés entre eux, dont le plus distal possède une extrémité libre.
Tous les mouvements au niveau du bras s’organisent en chaîne ouverte si la main est libre  humérus + ulna (cubitus) + os du poignet.

Cuisse  fémur + fibula + os du pied (pied qui se balance).
La chaîne articulaire fermée.
C’est une suite de segments articulés entre eux, dont les extrémités articulaires des premiers et derniers segments ont un point d’appui fixe.
Pieds et mains fixe, et fait des pompes.

Une gymnaste qui a les mains sur une barre et les pieds au sol.
La chaîne articulaire semi-fermée.
C’est une suite de segments articulés entre eux, dont une extrémité articulaire, ou non, a un point fixe et dont l’autre extrémité articulaire, ou non, est souvent soumise à une forte résistance et est astreinte à ce déplacer suivant une trajectoire bien déterminée.
Sujet qui fait du vélo :

  1. La ceinture pelvienne est fixe.

  2. Le pied se déplace toujours de la même façon.

Un haltérophile :

  1. Pieds au sol.

  2. Les membres supérieurs ont un déplacement qui se fait toujours selon la même trajectoire.


Le travail musculaire et le travail articulaire ne se font pas de la même façon suivant la chaîne articulaire.
Rque :

Les muscles mono-articulaires : c’est un muscle qui ne croise, au cours de son trajet, qu’une seule articulation.

Ex : le poplité.
Les muscles poly-articulaires : c’est un muscle qui va croiser plusieurs articulations au cours de son trajet.

Ex : les muscles intrinsèques du pied.
La fonction d’un muscle est toujours définie en fonction d’une articulation.


LES CONTRAINTES.


Une contrainte s'est la sollicitation mécanique interne d'un matériau et sa représentation.

En effet les contraintes représentent l’effet qu’exerce une force extérieure dans le matériau, et la réaction du matériau à la force extérieure.

 Au niveau des os, selon le poids, au niveau d’une articulation, éléments pour envisager une correction (arthrose due au poids).

Les unités de contraintes sont :

  1. kg/cm² ;

  2. N/m² (pas pour le corps humain).




  1. Les types de contraintes.




  1. Contraintes en compression.


Représentent la sollicitation mécanique qui contribue à comprimer les petits éléments constituant la matière du matériau.
Elle dépend de la force appliquée à la surface.


  1. Contraintes en traction.


Représentent la sollicitation mécanique qui contribue à étirer, ou tend à disjoindre les petits éléments constituant la matière d’un matériau.


  1. Contraintes en flexion.


Association de 2 contraintes  dites ‘composés’.

Sur un matériau : contrainte en traction et en compression.

Ces deux types de contraintes s’exercent en même temps : elles sont ‘conjuguées’.


Ex :
t2  à la partie supérieure }

on a des contraintes } CONTRAINTES

en traction ( ). } EN

A la partie inférieure } FLEXION.

on a des contraintes }

en compression ( ). }


  1. Notion de moment fléchissant.


C’est la distance entre le point de fixation et le point d’application de la force multipliée par la force :

Moment fléchissant = a*F


  1. La flèche.


Cinématique d’un point matériel situé à l’extrémité du déplacement optimal.


  1. La ligne neutre.


C’est la zone d’inversion de contrainte.
Au niveau de la ligne neutre, il n’y a ni traction, ni compression.
Contrainte maximale en traction au niveau supérieur du matériau.

Contrainte maximale en compression au niveau inférieur du matériau.



  1. Modèle de PAUWELS.


Ce qui se passe dans une colonne quand elle reçoit une charge P excentrée.

a


F(t2)


  1. Contraintes en torsion.


Elles représentent la sollicitation mécanique d’un matériau soumis à un couple de force.


Ex. : skieur : pied et chaussure : partie fixe.

Le reste du corps : partie mobile  fracture spiroïde.

  1. Les contraintes en cisaillement.



D : va avoir tendance à comprimer  illustre l’effort en compression pure (si D est centré par rapport à la colonne) au niveau de la colonne :

D = F sin 

S : cisaillement :

S = F cos 
REM : si D est excentré  pour D dans le cas d’une charge excentré appliquée à une colonne  D représente :

  1. Des contraintes en compression pure.

  2. Des contraintes en flexion.


D : perpendiculaire à la surface d’appui de la colonne et parallèle à l’axe de la colonne.

S : perpendiculaire à l’axe de la colonne.
Les contraintes en cisaillement tendent à faire glisser les particules élémentaires, qui constituent la matière, les unes sur les autres, et tendent à les séparer.


  1. Le flambage.


Etudié lorsqu’on observe le comportement d’une tige fine ou souple, lorsque ses deux extrémités sont soumises à une force.

  1. Les deux forces appliquées aux extrémités de la tige vont donner des contraintes en compression.


ou

  1. La déformation de la tige se nomme phénomène de flambage : la tige se courbe en forme d’arc.


Le phénomène de flambage varie selon :

  1. Le diamètre de l’élément.

  2. Sa forme.

Exemple :
cervicales
 Le rachis soumis à la gravité terrestre. dorsales


lombaires

sacrées
coccyx

CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES MATERIAUX

-

GENERALITES


Un matériau est caractérisé par un certain nombre de paramètres mécanique.

D’une manière générale, les caractéristiques mécaniques d’un matériau découlent de la relation entre :

La contrainte appliquée à ce matériau.

ET

La déformation observée.
Chaque matériau a une courbe contrainte déformation, qui donnera le comportement mécanique du matériau.
CONTRAINTE

σ = F/S

(ou stress)

COURBE DE HAINAUT

ou

COURBE DE CONTRAINTE / DEFORMATION

σ / ε

σ = F/S
phase de rupture
déformation

plastique


déformation relative déformation

ε = l/l (ou strain) élastique

ε

ductilité (élongation à la rupture)
Phase de déformation élastique : correspond à la première partie de la courbe contrainte/déformation. Elle illustre le fait que le matériau sollicité reprendra ses dimensions initiales si on cesse de lui appliquer la contrainte. Plus la déformation élastique est grande, moins le matériau est dit ‘rigide’.
Phase de déformation plastique : correspond à la deuxième partie de la courbe contrainte/déformation. Le matériau sollicité ne reprendra pas ses dimensions initiales lorsque la contrainte cesse d’être appliqué, le matériau restera irréversiblement déformé. Cette phase précède toujours la rupture.
La force de rupture : est la force maximale applicable au matériau soumis à contrainte, au point de rupture. Cette déformation dépend des propriétés du matériau et de ses caractéristiques géométriques.
Contrainte de rupture : est une contrainte qui correspond à la force de rupture, mais indépendante de ses caractéristiques géométriques. La variable : caractéristique géométrique, est supprimée en calculant la force par unité de surface (ex. : acier : caractéristique géométrique : le diamètre).
La ductilité : est l’amplitude de la déformation que l’on peut obtenir juste avant la rupture du matériau.
Notion de rigidité : dépend du module d’élasticité du matériau (module d’Young) et de la géométrie du matériau.

  1. Module d’élasticité (ou d’Young) :

E = l/l * F/S = σ/ε

= contrainte/déformation (en N/m²)

  1. Toujours inversement proportionnelle à la déformation, et proportionnelle à la contrainte.

  2. Module connu pour chaque matériau.


Notion de fatigue d’un matériau : c’est la diminution de résistance d’un matériau sous l’effet de charges répétée, dont l’amplitude est inférieure à la valeur de rupture, mais induisent des dommages microscopiques au sein de ce même matériau. Le nombre de charges répété, induisant la rupture en fatigue, est lié à l’amplitude des charges.

  1. Fracture de fatigue : comportement mécanique (d’un métatarsien) soumis à une contrainte répétée  déformation microscopique, et casse  trait de fracture dur à voir.

  2. Rupture de tendon d’Achille : tendon sollicité en traction en permanence, jusqu’au jour ou il y a rupture.


Résistance à la fatigue : c’est la plus grande charge dynamique, infiniment répété, ne provoquant pas la rupture du matériau. La valeur de la résistance à la fatigue est, à peu près, deux fois moins grande que celle de la résistance à la rupture.
Viscoélasticité : un matériau est dit viscoélastique, lorsque à contrainte appliquée constante, la déformation augmente avec le temps. Elle signifie que la relation entre contrainte et déformation dépend du temps (ex. : os  tubercules, sillons ou gouttières). ε

t
Le fluage : signe, ou confirme, la viscosité d’un matériau. Le fluage d’un matériau est illustré par le phénomène suivant : lorsqu’une contrainte constante est appliquée sur le matériau, la déformation entraînée varie avec le temps d’application, il est dit que le matériau flue.


1. se déforme

2. arrête

3. si contrainte continue

se déforme encore
1 2 3
Exemple :

  1. Chaussure.

  2. Tissu ligamentaire.



CARACTERISTIQUES MECANIQUES

DU TISSU OSSEUX

Au total on a 206 os.

 Tissu en remaniement permanent :

  1. Ostéoblaste : font de l’os (à partir du calcium).

  2. Ostéoclaste : libèrent le calcium dans le sang, détruisent l’os.

L’os a une fonction de soutien, c’est l’imprégnation de leurs substances fondamentales qui leur donnent une résistance importante (sel de calcium).

Les os sont reliés entre eux par des cavités articulaires.

Les os sont vascularisés et innervés.


  1. Propriétés mécaniques de l’os.




  1. Elasticité.




  1. Notion d’hystérésis parfait (os sec - os vivant).

  2. Module d’élasticité du tissu osseux.

  3. L’anisotropie du tissu osseux.


Un corps est dit élastique quand il est soumis à une charge, il se déforme, puis retrouve sa forme initiale. L’os a un comportement élastique.

Différent selon les éléments.

(Facteurs : âge, sexe, race, mobilisation prolongée ou non.)


  1. Hystérésis parfait.


Cela explique le retour à 0, idéal, après charge sur le tissu osseux.

σ = F/S


aller

retour

ε= l/l

Charge sur tissu osseux  se déforme.

Si on cesse d’appliquer cette charge  il reprend son aspect initial :

  1. Sans retard (tout de suite) : RETOUR IDEAL.

  2. Pas de déformation résiduelle.

Le retour idéal à 0 est expliqué par le diagramme σ/ε (ci-dessus), le faible écart entre les courbes aller/retour traduit l’hystérésis dit parfait.
Remarque :

Quand il y a sollicitation répétée du tissu osseux : fatigue du matériau. A ce moment il y a un plus grand écart entre les deux courbes.


  1. Différence os sec/os vivant.




  1. Os vivant  Innervé, vascularisé avec insertions.



  1. Os sec  pas de phase plastique, dans le diagramme : passe tout de suite en phase de rupture (la rupture suit la phase élastique).

Le tracé de la courbe σ/ε est relativement rectiligne.


  1. Le module d’élasticité du tissu osseux.


Rapport de la contrainte sur la déformation :

E = l/l * F/S

en N/m² ou kg/mm²

= 1900 +/- 100 kg/mm².

Plus le module d’élasticité est grand, plus le corps est dit raide (peu élastique). L’os compact à un module d’élasticité supérieur à celui de l’os spongieux. Le module de l’os est moyen (faible), le tissu est relativement souple.


  1. Anisotropie du tissu osseux.


Corps isotrope : se dit d’un corps élastique quand le rapport σ/ε (de la contrainte à la déformation) est constant, quelle que soit la direction de la sollicitation et quel que soit le type de contrainte (LOI DE HOOKE).
Anisotropie : tissu osseux non isotrope.
Pour l’os les propriétés mécaniques ne sont pas identiques dans toutes les directions
Pour un os long : l’élasticité dans le sens longitudinale est 2 fois supérieure à l’élasticité dans le sens transversal.

 Os 2 fois plus raide dans le sens longitudinal.

Exemple : compression transversale du fémur : E1.

Compression dans le sens longitudinal : E2.

Comportement mécanique  différentes courbes σ/ε, d’où E1  E2.

Matériau anisotrope, car en fonction du type de contrainte appliqué au niveau des extrémités du tissu osseux, on n’a pas le même module d’élasticité.

E varie avec la géométrie du tissu.
REM :

Dempster : expérience : os soumis à des contraintes.

But : trouver les variations d’élasticité selon l’orientation des contraintes.

  1. Dans la direction longitudinale : (moyennes)

  1. 1285 kg/mm² = E pour des contraintes en compression ;

  2. 645 kg/mm² pour des contraintes en traction ;

  3. 643 kg/mm² pour des contraintes en torsion.

Conclusion : l’os est plus résistant pour des contraintes en compression : l’os est prédisposé à subir la compression.

Pour un os long, le module le plus grand est dans la direction du grand axe de l’os. La direction des travées osseuses semble augmenter les qualités mécaniques dans le sens longitudinal : facteur de qualité et de rigidité de l’os


  1. Résistance de l’os.




  1. Résistance à la rupture.


(Cf. avant).

On étudie le comportement du tissu osseux en charge croissante  briser.

On compare avec les caractéristiques de variations de la résistance. La résistance dépend de 5 facteurs :

 Sa section.

 Son épaisseur.

 Son architecture.

 Sa configuration externe.

 Sa teneur en sel minéraux.

Exemple :

Résistance à la rupture de la rotule : 198 kg (charge avant rupture).

Du tibia : 450 kg.

Du fémur : 756 kg.
Propriété : l’os compact a une meilleure résistance que l’os spongieux pour des contraintes en traction ou en compression.
Bilan : l’os a une bonne résistance à la rupture (dépend des 5 facteurs).



  1. Résistance à la fatigue.


Etude : application de contraintes répétées pendant un temps t.

  1. 1 : déformation élastique.

  2. 2 : déformations microscopiques à l’intérieur du matériau.


Etude avant que l’os présente des déformations microscopiques : l’os a une bonne résistance à la fatigue (se mesure en cycle : nombre d’application). En fonction des os, le nombre de cycles varie entre 1 et 2.8 milliards de cycles (pour les plus résistant). Un cycle est la quantité de fois ou une contrainte est appliquée.

Ex. : celle de l’acier : 107 cycles.

La contrainte est la ½ de celle appliquée pour la résistance à la rupture.
La résistance à la traction d’un os est due aux fibres de collagène.

La résistance à la compression est due aux cristaux de phosphate tricalcique de l’os.


  1. Légèreté : avantage mécanique.


L’os n’est pas plein : il est alvéolé au niveau des épiphyses, et il y a une zone médullaire au niveau de la diaphyse.

C’est la teneur en eau qui augmente son poids. Le tissu osseux sec est très léger (squelette = 6 à 7 kg).


  1. Variations des propriétés mécaniques.




  1. Age.


Dès 25 ans, la résistance osseuse diminue (en traction, compression, flexion). Le tissu osseux s’altère, car sa composition histologique évolue.


  1. Sexe.


Pour les femmes : risque de diminution de la résistance osseuse par le biais de l’ostéoporose, après la ménopause (processus hormonal  hormonothérapie peut modérer l’altération).


  1. Ethnie.




  1. Immobilisation.


Altère les caractéristiques mécaniques (l’os soumis à l’apesanteur est plus élastique)  astronautes.

A travers les pathologies, on voit différentes résistances qui dépendent :

  • De la malnutrition.

  • Des qualités de la vascularisation osseuse.

  • De facteurs héréditaires.



CARACTERISTIQUES MECANIQUES
1   2   3   4   5   6

similaire:

«Un corps vivant est un mécanisme, dont IL faut chercher les lois physiologiques dans les lois mêmes de la physique expérimentale.» iconLittérature Française du xviiième Montesquieu
«rapport que les lois doivent avoir avec la constitution de chaque gouvernement, les mœurs, le climat, la religion, le commerce,...

«Un corps vivant est un mécanisme, dont IL faut chercher les lois physiologiques dans les lois mêmes de la physique expérimentale.» iconL es lois de Kepler
«Dans le référentiel héliocentrique, les planètes décrivent des trajectoires planes elliptiques dont le centre s du soleil occupe...

«Un corps vivant est un mécanisme, dont IL faut chercher les lois physiologiques dans les lois mêmes de la physique expérimentale.» iconSection 1 Trois lois pour déterminer le territoire pertinent : sru, Chevénement, Voynet
«continuité» avec la lof de 1967, «cohérence» avec les lois Voynet et Chevénement, «territoire» d’agglomération envisagé d’un point...

«Un corps vivant est un mécanisme, dont IL faut chercher les lois physiologiques dans les lois mêmes de la physique expérimentale.» iconChapitre 8 : Applications des lois de Newton et des lois de Kepler

«Un corps vivant est un mécanisme, dont IL faut chercher les lois physiologiques dans les lois mêmes de la physique expérimentale.» iconQuelles sont les forces qui régissent les lois physique de notre univers?
«solides» de la planète Terre (croûte, manteau, noyau) avec une densité croissante vers le centre, au centre de la planète le principal...

«Un corps vivant est un mécanisme, dont IL faut chercher les lois physiologiques dans les lois mêmes de la physique expérimentale.» iconLe jeu «Angry Birds»suit-il les lois de la physique newtonienne ?
«Angry Birds» a été réalisée pour permettre tout d’abord d’étudier les conditions de lancement de l’oiseau avec la catapulte. Dans...

«Un corps vivant est un mécanisme, dont IL faut chercher les lois physiologiques dans les lois mêmes de la physique expérimentale.» iconDe l’esprit des constitutions politiques et de son influence sur la législation
«Toute loi a dans le passé un motif, une cause déterminante. Rechercher ce motif, cette cause et les mettre en lumière, c’est découvrir...

«Un corps vivant est un mécanisme, dont IL faut chercher les lois physiologiques dans les lois mêmes de la physique expérimentale.» iconLien entre mouvement et forces – Les lois de Newton

«Un corps vivant est un mécanisme, dont IL faut chercher les lois physiologiques dans les lois mêmes de la physique expérimentale.» iconManuel : Partie 4
«s'exerce dans le cadre des lois qui le réglementent» non présents dans la ddhc sont inscrits dans la nouvelle Constitution

«Un corps vivant est un mécanisme, dont IL faut chercher les lois physiologiques dans les lois mêmes de la physique expérimentale.» iconLe gprs est une norme pour la
«circuit» en gsm où un circuit est établi – et les ressources associées – pour toute la durée de la communication. Le Gprs a ensuite...








Tous droits réservés. Copyright © 2016
contacts
p.21-bal.com