1. Vous dressez le diagramme de forces d'une marcheuse en appui sur un pied. Combien de forces y figurent, et lesquelles ?
a Deux : le poids et la force de réaction du sol, les seules forces qui agissent réellement sur la marcheuse b Quatre : le poids, la force de réaction du sol, la force exercée par l'air et la force musculaire du membre d'appui c Trois : le poids, la force de réaction du sol et la force exercée par l'air — cette dernière étant négligée d Trois : le poids, la force de réaction du sol et la force exercée par le membre inférieur sur le pied d'appui
sans réponse
2. Pourquoi aucune flèche ne représente l'action des muscles sur le diagramme de la marcheuse, alors que c'est elle qui produit la motricité ?
a Parce que les forces musculaires sont internes au corps isolé, et qu'un diagramme ne porte que les forces externes b Parce que leur intensité est négligeable devant celle de la force de réaction du sol, qui les absorbe toutes au passage c Parce qu'elles agissent par l'intermédiaire des tendons, et que seule la force du tendon sur l'os pourrait être représentée d Parce qu'elles sont trop nombreuses pour être dessinées une par une, et qu'on n'en représente que la résultante
sans réponse
3. Quelle est la définition complète de la force de réaction du sol ?
a La force que le pied exerce sur le sol au moment de l'appui, d'autant plus intense que la marcheuse est lourde et que l'appui est bref b La force verticale que le sol oppose au poids de la marcheuse, de même intensité que lui à chaque instant du contact, ce qui l'empêche de s'enfoncer c La force que le sol renvoie au pied, avec un très court délai, en réponse à la poussée de celui-ci sur la surface de contact d La force exercée par le sol sur le pied, de même intensité et de sens opposé à la force exercée par le pied sur le sol, à chaque instant du contact
sans réponse
4. Pourquoi la force de réaction du sol est-elle oblique pendant la marche ?
a Parce que le sol n'est jamais parfaitement horizontal, et que la force de réaction du sol suit l'inclinaison de la surface de contact b Parce que le pied pousse le sol vers l'arrière et vers le bas : l'obliquité de la réaction est cette poussée, lue à l'envers c Parce que le poids de la marcheuse s'incline vers l'avant à mesure que son centre de masse se porte en avant du pied d'appui d Parce que la force de réaction du sol est la somme du poids, qui est vertical, et de la poussée du pied sur le sol, qui est horizontale
sans réponse
5. Pendant un appui complet, qu'est-ce qui ne varie pas ?
a Le vecteur poids : même intensité, même direction, même point d'application b Le point d'application de la force de réaction du sol, fixé sous le talon c La direction de la force de réaction du sol, qui reste oblique vers l'avant d L'intensité de la force de réaction du sol, égale au poids pendant tout l'appui
sans réponse
6. Que lit-on sur la courbe de l'intensité de la force de réaction du sol au cours d'un appui ?
a Une montée régulière depuis le contact initial jusqu'à un maximum atteint au décollement des orteils b Un plateau au niveau du poids sur l'essentiel de l'appui, encadré par deux brèves phases de mise en charge c Deux pics supérieurs au poids de la marcheuse, séparés par un creux au milieu de l'appui d Deux pics inférieurs au poids, la force ne pouvant pas dépasser le poids qu'elle porte
sans réponse
7. Dans « composante normale », que signifie le mot « normale » ?
a Habituelle : c'est la valeur attendue chez une personne sans trouble de la marche b Standardisée : la composante rapportée au poids du corps, pour comparer les individus c Nominale : la composante mesurée à vitesse de marche spontanée confortable, sur sol plat d Perpendiculaire à la surface de contact — c'est un terme de géométrie, et rien d'autre
sans réponse
8. Quel est le rôle de la composante verticale, et que vaut-elle par rapport au poids pendant l'appui ?
a Elle porte le corps et le fait avancer ; elle est donc nécessairement supérieure au poids pendant toute la durée de l'appui, du premier contact au décollement b Elle porte le corps en s'opposant au poids ; elle n'est pas égale au poids pour autant, elle oscille autour de cette valeur pendant tout l'appui c Elle porte le corps ; elle est égale au poids à chaque instant de l'appui, faute de quoi la marcheuse décollerait du sol ou s'y enfoncerait à chaque pas d Elle porte le corps ; elle ne peut jamais dépasser le poids, qui représente la charge maximale que le sol ait à soutenir sous le pied
sans réponse
9. La composante horizontale de la force de réaction du sol est nettement plus petite que la composante verticale. Qu'en conclure sur son rôle dans la marche ?
a Rien qui le diminue : c'est elle seule qui produit l'accélération horizontale du centre de masse, donc toute la progression vers l'avant b Que la progression est assurée pour l'essentiel par la composante verticale, l'horizontale n'ayant qu'un rôle de stabilisation latérale du bassin c Qu'elle produit une accélération d'autant plus faible, et qu'on peut donc la négliger comme on néglige la force exercée par l'air sur la marcheuse d Qu'elle ne joue un rôle qu'en fin d'appui, pendant la phase propulsive, le reste de l'appui ne servant qu'à supporter le poids
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10. « Le frottement s'oppose toujours au mouvement. » Que faut-il corriger dans cette affirmation ?
a Rien : c'est exactement ce que fait le frottement pendant la marche, comme le montre le freinage observé au contact initial du talon b Il faut préciser « au mouvement vers l'avant » : le frottement ne s'oppose qu'aux déplacements horizontaux, jamais aux mouvements verticaux du corps c Le frottement s'oppose au mouvement relatif des deux surfaces — leur glissement l'une sur l'autre — et c'est en s'y opposant qu'il fait avancer la marcheuse d Il faut la restreindre au frottement cinétique, seul à s'opposer au mouvement ; le frottement statique, lui, ne fait que plaquer les surfaces l'une contre l'autre
sans réponse
11. Vous poussez votre main à plat sur une table avec une force horizontale de 5 N, et elle ne glisse pas. Le coefficient de frottement vaut 0,40 et la force normale 30 N. Que vaut la force de frottement à cet instant ?
a 0 N : rien ne bouge, donc aucune force de frottement ne s'exerce entre la main et la table b 12 N : le frottement vaut le produit du coefficient par la force normale, soit 0,40 × 30 c 7 N : l'écart entre la limite de 12 N et la poussée horizontale de 5 N appliquée sur la table d 5 N : le frottement statique s'ajuste exactement à ce qu'il faut pour empêcher le glissement
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12. Pourquoi une glissade, une fois commencée, est-elle si difficile à interrompre ?
a Parce que la composante horizontale de la force de réaction du sol augmente brutalement au moment du décrochage, et dépasse alors la limite que la paire de surfaces est capable de fournir b Parce que le coefficient passe de sa valeur statique à sa valeur cinétique, plus basse : la force de frottement maximale s'effondre à l'instant précis où il faudrait qu'elle augmente c Parce que la composante verticale s'annule dès que le pied glisse, et avec elle la force normale, sans laquelle le contact ne peut plus opposer la moindre force de frottement au glissement de la semelle d Parce que le frottement cinétique est dirigé dans le sens du glissement, qu'il accélère donc au lieu de le freiner une fois le pied parti
sans réponse
13. À un instant de l'appui, la composante verticale vaut 800 N et la composante horizontale 160 N. Que vaut le coefficient de frottement requis, et le pied glisse-t-il sur du béton mouillé (μ = 0,7) ?
a 0,20, et le pied ne glisse pas : le disponible est plus de trois fois supérieur au requis b 5, et le pied glisse : le requis dépasse largement le disponible de la paire de surfaces en présence c 0,20 N, et le pied ne glisse pas tant que cette valeur reste inférieure aux 0,7 N de la paire de surfaces d 128, et la comparaison est impossible : les deux grandeurs ne sont pas de même nature
sans réponse
14. À vitesse égale, pourquoi un pas plus long exige-t-il davantage du contact entre la semelle et le sol ?
a Parce qu'un pas plus long augmente la composante verticale au contact initial, et que le coefficient de frottement requis augmente avec cette composante, plus élevée qu'au reste de l'appui b Parce qu'un pas plus long allonge la durée de l'appui, ce qui laisse au glissement plus de temps pour s'amorcer sous la semelle puis se propager jusqu'au décollement des orteils c Parce qu'un pas plus long réduit le coefficient de frottement disponible, la semelle s'engageant moins bien dans les reliefs du sol au contact initial d Parce que le pied est posé plus loin devant le centre de masse : le membre inférieur est plus incliné, la composante horizontale est plus élevée, et le coefficient requis avec elle
sans réponse