PHT 1507 Tutorial 3 Pathokinsiologie et Arthrocinmatique

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PHT 1507 Tutorial 3Pathokinésiologie et
Arthrocinématique

• Richard Preuss MSc L. Pelland PhD

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Plan sommaire tutorial 3

• Cinétique
• force
• moment de force
• moment dinertie
• La Statique
• équilibre statique
• équilibre stable
• stabilité

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Cinétique

• Létude des causes du mouvement
• 1. Force
• - laction ou linfluence dun corps sur un autre
• F ma (unité ... N)
• 2. Moment de Force
• - la mesure de la tendance dun force de produire
  une rotation autour dun pivot ou dun axe
• M r F (unité ... Nm)
• N.B. force et moment de force sont des vecteurs

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Forces agissant sur un corps

• Force distribuée vs. force concentrée
• Une force qui est distribuée sur un longueur ou
  sur une surface est une force distribuée. Une
  force qui agit sur une surface très petit,
  relative à la grandeur de la membre sur laquelle
  elle agit, est une force concentrée. Pour
  simplifier le calcul, on suppose que tous les
  forcee qui agissent sur un corps rigide sont
  concentrées. (i.e. ont un point dappui).
• Forces externes vs. internes
• Les forces externes sont des forces qui agissent
  sur un corps dun source externe (ex. marteau
  sur un clou, force de gravité, etc...). Les
  forces internes sont les forces qui sont exercé
  par un corps sur lui même. Les forces internes
  sont nécessaire pour maintenir lintégrité dun
  corps. Chez le corps humaine, les forces
  musculaires et ligamenteux sont des forces
  internes.

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Définitions

• Force de Tension - une force qui a tendance
  détirer un corps
• Force compressive - une force qui a tendance de
  compresser un corps dans la direction de
  lapplication
• Forces co-planar - forces qui agissent dans un
  plan 2D
• Forces co-linéaire - forces avec une ligne
  daction en commun
• Forces concurrents - forces dont les lignes
  daction ont un point commun dintersection
• Force normale - une force perpendiculaire à la
  surface sur laquelle elle agit.
• Force tangentielle - une force exercée en
  parallèle à une surface

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Transmissibilité

• Une force peut être appliquer à nimporte quel
  point sur sa ligne saction sans changer leffet
  de la force
• N.B. sapplique seulement aux corps rigides

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Moment de Force

• Utilisant le produit vecteur
• M r F
• M r F sin?
• Utilisant le bras de levier

Le bras de levier (d) est la distance
perpendiculaire de laxe de rotation et la ligne
daction de la force. d r sin? mais parce que
sin? sin? d r sin? ?M dF (and M d F )
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Moment dinertie

• Moment dinertie est la caractéristique du corps
  qui résiste aux changements de mouvements
  angulaire
• pour un masse ponctuelle I mr2
• m est la masse du particule
• r est la distance du particule à laxe de
  rotation
• unitékgm2

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Deuxième loi de Newton mouvement angulaire

• Laccélération angulaire dun corps est
  proportionnel au moment net qui agit sur le
  corps, et inversement proportionnel à son moment
  dinertie
• M I?
• 1) F ma (multiplier les deux côtes par
  r) 2) rF mra (parce que M r F at r ?)
• 3) M mr2 ? (parce que I mr2)
• 4) M I ?

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Deuxième loi de Newton mouvement angulaire
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Force gravifique

• Une force qui agit sur un corps due à
  lattraction dun autre corps massif
• Poids est la force dattraction (gravifique) que
  la terre (ou la planète où se trouve le corps)
  exerce sur un corps
• Poids (Fg) mg g 9.81m/s2 vers la
  terre
• N.B. Poids est une forcemesuré en N
• Masse est une caractéristique dun
  corpsmesuré en kg

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Frottements (friction)

• Frottement est une force qui survient lorsquun
  corps se déplace ou tend à se déplacer à la
  surface dun autre corps.
• Magnitude Frottement Ff µN
• µ est le coefficient de frottement, et N est la
  force normale entre les deux surfaces
• Direction les frottements sopposent toujours au
  mouvement et au mouvement imminent
• le frottement est toujours tangentiel au surface
  sur lequel le corps bouge (ou tend a bouger), et
  est dans la direction opposée au mouvement (ou au
  mouvement imminent)
• le frottement cause la perte dénergie en forme
  de chaleur.

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Frottements (cont.)

• Frottement limite
• force qui aide à empècher le mouvement
• zéro jusquà ce quun force essai de bouger un
  corps tangentiellement à la surface
• maximum à linstant où lobjet commence à bouger
  Ff ? µsN où µs est le coefficient de frottement
  limite
• Frottement de glissement
• force qui résiste au mouvement sun corps sur un
  autre
• Ff µkN où µk est le coefficient de frottement
  de glissement
• N.B. µs ? µk

Applets
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Forces élastiques

• La force nécessaire pour étirer ou compresser un
  structure élastique est proportionnelle à la
  distance quil vas être étiré ou compressé (x),
  et à sa rigidité (k)
• F kx
• Pour in ressort, kconstante de rapelle

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Un couple

• Des forces parallèles, égales, de direction
  opposées
• Cause une rotation du corps sans déplacement

?F F -F 0 ?M (r F) (-r -F) 2(r
F)
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La statique

• La statique létude des corps dans un équilibre
  statique.
• Léquilibre statique la force nette agissante
  sur le corps est zéro.
• Le corps ne bouge pas
• Le corps bouge avec une vélocité uniforme.
• ? F 0 ? M 0
• (? ? a 0 ? ? 0)

Applet
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Stabilité

• Une structure stable est
• placé pour résister les forces qui causent le
  mouvement ou des changements de mouvement
• construit pour produire des forces qui restaurent
  la condition originale lorsque la structure est
  dérangé dun condition déquilibre statique

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Masse Centre de Masse

• Masse est une caractéristique dun corps. Cest
  la quantité de matière dans le corps, peu
  nimporte le volume
• Centre de Masse (CoM) un point qui décrit la
  masse dun corps
• bouge de la même manière, quand il est subit à
  une force, quun masse ponctuelle (point mass)
  subit à la même force

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Énergie potentielle

• Énergie potentielle (PE)
• gravifique PE m g h (ou gravitationnelle)
• élastique PE (kx2)/2 (kconstante de
  rappelle)
• Unité ... Nm or J (Joules)

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Stabilité Énergie potentielle

• Concept de Puits dEnergie
• La stabilité est quantifié par la travail qui
  doit être fait pour déstabiliser le systèmeou
  par le montant dénergie potentielle que le
  système peut mettre en réserve avant dêtre
  déstabilisé.
• W ?KE ?PE

Énergie potentielle gravifique PE m g h
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Stabilité Énergie potentielle
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Stabilité CoM et base de support

• La stabilité peut être due au position du centre
  de masse relatif à la base de support.
• Quantifié, partiellement, due à langle ?.

• La base de support est la région entre les
  parties du corps qui sont en contact avec la
  surface de support
• si la projection de la centre de masse tombe en
  dehors de la base de support, léquilibre stable
  vas être dérangé (? M ? 0)

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Stabilité CoM et base de support
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Stabilité Rigidité et énergie potentielle

• Lénergie peut être mis en réserve comme énergie
  potentielle élastique PE (kx2)/2
• où k (constante de rappelle) représente la
  rigidité du ressort
• La plus grande la rigidité des ressorts, le plus
  dénergie peut être mis en réserve, donnant une
  valeur plus élevé à la stabilité
• La rigidité doit être balancé entre les ressorts.
  Si non, la PE (et la stabilité) est diminué dans
  un direction.

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Stabilité (cont.) Rigidité et énergie
potentielle

• Si le système reçoit une petite perturbation ??
• Travail fait par force F W
• Changement de lénergie potentielle du système
  ?PE

• S ?PE W
• S lt 0 instable (continue à bouger)
• S 0 en équilibre dans la nouvelle position
• S gt 0 stable (retourne à létat / léquilibre
  initial)

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Stabilité (cont.) Rigidité et énergie
potentielle
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Stabilité clinique les articulations

• Tous les exigences de la stabilité mécanique
• Le mouvement de larticulation doit être limité
  pour ne pas causer une blessure
• La rigidité des muscles doivent être variable /
  dynamique pour permettre le mouvement de
  larticulation