Université de Poitiers Faculté des Sciences du Sport DEUG 1 Année

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Université de Poitiers
Faculté des Sciences du Sport
DEUG 1ère Année
DUEF2 : Mécanique de 1a production motrice
Travaux dirigés N°5
P. Lacouture & J. Duboy
Eléments de cours étudiés:
2ème loi de Newton, Forces extérieures, impulsion, Quantité de mouvement, calcul
numérique d'intégration
Exercice N°I : Analyse dynamique du saut en longueur
Un athlète de masse m= 71,35 kg réalise un saut en longueur en prenant son dernier
appel sur une plate-forme de forces. Le référentiel galiléen, R(O, x, y, z), est centré au
centre géométrique de la plate-forme.
La figure 1 illustre le dispositif expérimental. Après avoir effectué une course
d'élan, l'athlète prend contact, à l'instant initial ti, sur le plateau de forces [attitude (a) sur la
figure 1 ], pour décoller à l'instant de décollage tdéc = 0,16s, [attitude (b) sur la figure 1 ].
Pendant cette prise d'appui, d'une durée de 0,16 s, les composantes longitudinale
Fy(t) et verticale Fz(t), de la force d'action de l'athlète sur la plate-forme sont enregistrées.
Ces forces sont représentées à la figure 2, et leurs valeurs respectives sont données au
tableau l.
L'analyse en translation, par dynamographie, nous permet d'étudier le processus de
transformation des vitesses linéaires, longitudinale VGY (t) et verticale VGZ(t), du centre de
gravité G global du corps de l'athlète, au cours du dernier appui sur le plateau.
Sachant qu'au moment initial de la « prise d'impulsion» (à l'instant ti), les vitesses
linéaires initiales du CG, déterminées par une analyse cinématographique, sont égales à:
VGY (ti) = - 9,05 m/s et VGZ(ti) = 0,07 m/s
HGy (ti) = 0.9 m et HGZ(ti) = -1.05 m
1) Décrivez le protocole expérimental (figure 1)
2) Quelles sont les forces extérieures qui agissent sur le corps articulé de l'athlète lors de la
prise d'élan?
3) Enoncez la deuxième loi de Newton, sous ses multiples formes, en précisant les
différents paramètres qui la composent.
4) Définissez les notions d'impulsion élémentaires des forces extérieures et d'impulsion
totale de ces mêmes forces, entre les instants initial ti et tDé,.
5) Que signifient ces deux notions, et quelles conséquences ont-elles sur l'analyse en
translation d'un geste sportif quelconque?
6) Calculez, à chaque instant, les vitesses VGY (t) et VGZ(t), et les déplacements HGy (t) et
HGz(t) du centre de gravité au cours du dernier appui, en tenant compte
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des conditions initiales définies précédemment. Les valeurs des composantes de la force
résultante d'action sont présentées numériquement au tableau l, et graphiquement par les
figures 2a et 2b. Faites une représentation graphique force, vitesse, déplacement. Discutez
ces variations en fonction des consignes préconisées par l'entraîneur.
7) Donnez les valeurs des vitesses linéaires du centre de gravité G, à l'instant du décollage.
L'étude peut être poursuivie dans la phase aérienne du saut par l’analyse de la trajectoire
parabolique du centre de gravité.
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