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  • Utilisation de l’énergie cinétique

    Je vous transmets ici la réponse d’un de mes élève, ingénieur de formation, Jean Marc Kolasa, à qui j’avais demandé s’il était possible d’expliquer pourquoi les frappes avec mouvement ondulatoire partant du point d’appui pouvaient générer plus de puissance que les frappes à trajectoires linéaires et directes.
    Je vous transmets le message tel qu’il me l’a envoyé, c’est à dire comme une réflexion et un début de théorie plus que comme un article définitif. J’y ai laissé ses commentaires et ai laissé intact le style non formel et spontané :

     

    « Bonsoir Claire, j’ai fait quelques recherches sur l’énergie cinétique du mouvement ondulatoire.Mais tout d’ abord revenons à l’énergie cinétique d’un coup de poing: Le mouvement sera donc exercé par un corps de masse non nulle et de trajectoire rectiligne. Ce qui correspond à de l’énergie cinétique emmagasiné durant le mouvement. Ec=1/2.m.v2 Ec : énergie cinétique(en Joule) m : masse (en kg) v : vitesse (en mètre par seconde) L’énergie cinétique lors du choc sera convertie en énergie de déformation. Plus elle est grande, plus le choc sera important. Comment emmagasiner le plus d’énergie dans le poing ? Si l’on augmente la valeur de la masse la valeur de l’énergie cinétique augmente, elle est multipliée par le facteur multipliant la masse. Alors que si l’on multiplie la vitesse, la valeur de l’énergie cinétique sera multipliée par le carré du facteur multipliant la vitesse. Il serait donc plus judicieux d’augmenter la vitesse du coup de poing sachant qu’elle permet une évolution plus importante de l’énergie cinétique engendrée par ce coup. Pour augmenter la vitesse, il ne s’agit pas seulement que d’exercer un mouvement rapide de levier avec son bras mais c’est bien tout le corps qui est utilisé pour réaliser le mouvement. En effet, si l’on modélise cela avec un train et un homme à l’intérieur. Si le wagon est en mouvement, l’homme réalise le même mouvement dans le référentiel terrestre. Si en plus il exerce un mouvement dans le référentiel du train dans le même sens que le mouvement réalisé auparavant par le train, alors celui-ci sera amplifié dans le référentiel terrestre. Comme si il courait sur un tapis roulant et dans le même sens, sa vitesse serait encore plus grande. Pour donner un coup de poing, le débutant exerce un mouvement de levier avec son bras, peu d’énergie cinétique sera produite. Alors que le boxeur, cherchera à amplifier ce mouvement de levier exercé dans le référentiel du corps humain grâce à un déplacement du corps du boxeur, le mouvement sera amplifié. Le boxeur va tenter de donner un coup de poing emmagasinant le plus d’énergie cinétique possible. Pour cela, il va déplacer son corps le plus rapidement possible afin de gagner un maximum de vitesse. Ce gain de vitesse va amplifié le coup de poing exercé par le boxeur, ce qui engendrera plus d’énergie cinétique emmagasiné, donc un choc plus important. Pour cela, les scientifiques ont analysé l’anatomie du sportif afin de voir quelles parties du corps peuvent être utilisées et de quelle manière afin de gagner de la vitesse. Il faut surtout savoir quelles articulations pourront être utilisées pour réaliser ce mouvement . En effet certaines articulations exercent des mouvements que d’autres ne peuvent réaliser. On arriva au constat que tout le corps pouvait être utilisé pour réaliser un coup de poing le plus puissant possible. En effet, le coup de poing le plus puissant commence au niveau des jambes. Elles agissent tel un ressort en exerçant une force sur le sol. On l’explique grâce à la 3eme loi de newton, plus le boxeur exercera une force importante sur le sol, plus le sol propulsera le corps du boxeur vers l’avant. On pourra donc gagner de la vitesse. Et d’après la 2eme loi de newton, la force exercée en retour créera une accélération conséquente. L’énergie va ensuite être amplifiée au niveau des hanches qui vont exercer une rotation en direction de l’adversaire, puis la poitrine qui fera de même, ainsi que les épaules. la vitesse sera encore amplifiée. Puis c’est au tour du bras, on utilise le bras dont on se sert le plus souvent pour que la contraction musculaire soit la plus importante afin de créer un mouvement le plus rapide possible. Il sera placé à l’arrière du corps lorsque le boxeur est de profil afin qu’il ai une marge d’accélération plus importante. Dès que les épaules auront fini leur rotation, le bras exercera ce mouvement de levier amplifié par tout le déplacement de son corps et c’est à ce moment là que le coup a atteint son summum de vitesse. Venons en maintenant au mouvement ondulatoire du corps et de son énergie cinétique plus importante .Prenons l’exemple du fouet: Un fouet est fait d’une corde ou d’une lanière de cuir dont l’une des extrémités est munie d’un mince filin. Lorsqu’on agite un fouet, il donne de l’énergie cinétique à la lanière. Cette énergie se propage le long de la lanière jusqu’à l’autre extrémité du fouet. L’énergie cinétique se trouve alors concentrée dans l’extrémité et la vitesse de celle-ci peut alors dépasser la vitesse du son. On obtient ainsi une mini-onde de choc semblable à celle produite par un avion supersonique. Cette explication proposée par l’Allemand Otto Lummer en 1905 sera finalement vérifiée avec l’aide de caméras ultra-rapides pouvant prendre plusieurs milliers d’images à la seconde. Les chercheurs observeront même que la vitesse de l’extrémité du fouet pouvait être deux fois supérieures à celle du son ! Cette expérience montre qu’on va vraiment concentrer l’énergie cinétique à l’extrémité du fouet ou du poing et qu’on augmente la vitesse d’où une énergie cinétique plus importante. Nous sommes là dans la physique quantique pour expliquer ce phénomène et encore je ne crois pas qu’on a réussi à le démontrer d’une manière mathématique . J’espère que j’étais compréhensible mais j’avoue que je reste encore sur ma faim car je n’ai pas réussi à le démontrer et c’est frustrant. Bonne soirée Et a très bientôt »

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