Comment Evaluer une dépense énergétique ? I

Comment Evaluer une dépense énergétique ?
I - Mise en situation – problématique
Lors de l'utilisation du système Tapis de Course TC290 de Domyos (Décathlon), ce dernier affiche
la dépense énergétique du coureur.
Que représente cette valeur ? Comme le système l'évalue-t-elle ? C'est ce que nous vous proposons de déterminer dans cette activité ?
II - Travail demandé
On vous fournit :



Les ressources du système
un relevé de mesures
Un ordinateur du laboratoire avec toutes ses applications.
On vous demande de :
 Prendre connaissance du système et notamment de toutes ses fonctionnalités.
 donner un protocole permettant de répondre à notre problématique.
 Dresser les conclusions de vos expérimentations. On comparera les résultats avec les estimations issues du site VO2max (http://www.vo2max.com.fr/physio_coutenerg.html).
 Estimer le rendement du coureur pour une course de 2 – 4 – 6 – 8 km/h . Conclure.
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M.B
Comment Evaluer une dépense énergétique ?
III – L’ Activité
III-1 Introduction
En fonctionnement normal, le TC290 affiche les calories dépensées par le coureur « exclusivement pour la course ». Ce calcul ne peut être qu'une estimation puisqu'il n'est quasiment rien mesuré sur le coureur ; excepté les pulsations cardiaques, si ce dernier pose les mains sur les poignées.
Comment et sur quels critères cette estimation est-elle faite pour donner une information
cohérente ?
L'analyse du système nous montre que le système possède deux mesures certainement prises en
compte (menant à la vitesse et l'inclinaison) du tapis.
Ces informations sont-elles les seules ? Quelles sont ou pourraient être les autres ?
III-1 Expérimentations effectuées
Q1 - Choix et description des dispositifs expérimentaux
La mise en œuvre du système met en évidence les calories dépensées par le joggeur ; il est alors
évident que celles-ci pourraient être dépendantes de différents paramètres comme :
(à compléter)






la distance parcourue,
la vitesse de la course,
……….……………………..
le temps de course,
………………………………
le mode maintenance proposant l'affichage du courant moteur, celui-ci pourrait traduire la présence ou le poids du coureur sur le tapis..
Choisir et décrire le ou les protocoles de mesures choisis. Justifier ce choix.
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M.B
Comment Evaluer une dépense énergétique ?
Q2 – Mesures effectuées
Les mesures effectuées montrent rapidement que :


les calories sont calculées même si le jogger ne pose pas ses mains sur les poignées.
Les calories sont calculées de la même façon, que le jogger soit présent sur le tapis ou
non.
Déduire d’après le relevé de mesures ci-dessous (effectuées sur un jogger de 60Kg), quels
sont les 2 paramètres pris en compte par le tapis pour évaluer la dépense énergétique.
coefficient ordonnée à
directeur l'origine
Temps de Course relevés en secondes
Pente
réglée
0,00%
0,00%
0,00%
10,00%
10,00%
10,00%
5,00%
Vitesse
réglée en
km/h
Calories dépensées
Calories estimées par le
4
TC290 à 4km/h 0 %
Calories estimées par le
8
TC290 à 8km/h 0 %
Calories estimées par le
12
TC290 à 12km/h 0 %
Calories estimées par le
4
TC290 à 4km/h 10 %
Calories estimées par le
8
TC290 à 8km/h 10 %
Calories estimées par le
12
TC290 à 12km/h 10 %
Calories estimées par le
8
TC290 à 8km/h 5 %
20
30
45
60
75
90
105
1,9
3,2
4,3
5,3
6,4
7,5 0,0746667
-0,34
4,2
6,6
9,6
12,8
16
19,2
22,4 0,2106667
0,28
6,1
9,6
13,8
18,5
23,1
27,7
32,3 0,3026667
0,52
3,1
4,8
7
9,4
11,7
14,1
16,4 0,1546667
0,16
5,9
9,2
13,4
17,9
22,3
26,8
31,3 0,2946667
0,36
8,7
13,4
19,5
26,1
32,6
39,1
45,6 0,4293333
0,52
5,1
7,9
11,2
15,3
19,1
22,9
26,7 0,2506667
0,38
-
Tracer sur le graphe ci-après l’évolution des calories dépensées en fonction du temps pour
les cas suivants :

Vitesse 8 km/h avec une pente de 0%

Vitesse 8 km/h avec une pente de 10%

Vitesse 12 km/h avec une pente de 0%

Vitesse 12 km/h avec une pente de 10%
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M.B
Comment Evaluer une dépense énergétique ?
Q3 -Exploitations et analyses des mesures
Conclure sur l’allure de ces tracés :
Pourquoi peut-on affirmer que la dépense énergétique DE est proportionnelle à la distance
parcourue ?
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M.B
Comment Evaluer une dépense énergétique ?
Exploitations des relevés
Le schéma ci-dessous représente le joggeur en pente :
Compléter les équations suivantes :

∑⃗ =
Que peut-on dire de la valeur de

(on notera ⃗ l’accélération)
………..
…………..
∑⃗
? Justifier votre réponse.
(en fonction de P)
Que représente l’énergie WFx de la force FX sur la distance parcourue d ?
Le rapport de cette énergie W Fx sur la dépense énergétique DE estimée par le TC290 représente
le rendement jogger du jogger estimé par le tapis.
Donner l’expression de jogger :
jogger=
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M.B
Comment Evaluer une dépense énergétique ?
Calculer les rendements pour les cas suivants :
(m=60Kg, g=9,81 ms-2 et 1kcal=4184 Joules)
Remarque : FV est le coefficient qui tient compte de la résistance de l'air et du rendement de
l'effort.
Pente
Vitesse
en km/h
Calories
dépensées en kcal
Distance
parcourue en m
10%
4
16,4
300
10%
8
31,3
600
10%
12
45,6
900
5%
8
26,7
600
Rendement
Rendement
avec FV
Interpréter les résultats :
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M.B