Force

Ce midi en rentrant chez moi dans les escalier en colimaçon, je me suis posé une question.

Si je marche le plus près de l'axe central, je fais le trajet le plus court, mais il me faut beaucoup de force pour monter chaque marche presque à la vertical.

Si je marche le plus à l'extérieur, je fais le trajet le plus long, et il me faut donc de la force pour aller en avant, mais j'ai l'impression qu'il me faut moins de force pour monter.

Alors au final, pour quelqu'un de très faignant et non sportif comme moi, mon sentiment que l'énergie nécéssaire est différente suivant si on monte près de l'axe ou le plus loin est-il vrai ? Dans ce cas, quel est le moins fatiguant, est-ce de monter au milieu des marches pour trouver un compromis ?


Thunderhead qui va bosser sa gastro, et vous laisse réfléchir à son problème !

Souviens toi de tes cours de thermodynamique
Plus le delta est petit moins les pertes sont grandes.
Pour élever dans les mêmes proportions ton énergie potentielle , le trajet s'assimilant le plus à une montée continue dissipera le moins d'énergie.

ça c'est la théorie physique , il faudrait mesurer la consommation d'O2 pour vérifier ça en situation

Illusion..

La définition physique du travail est basé sur la différence de hauteur.
Si dans les deux cas, tu montes de la même différence de hauteur, alors tu fais le même travail...
Pour le même cout énergétique.

Avec peut-être la différence qu'en montant en périphérie, tu allonges ton trajet, donc tu augmentes ton cout !

J'aurais dit comme lgda, l'énergie totale ne dépend que de la hauteur totale, à une nuance près qui est que le rendement énergétique des muscles n'est peut-être pas le même dans les deux scénarios.

l'effort est différent, l'exemple est simple, pensez vélo :

monter d'1 km en parcourant 10 km ou monter d'1 km en parcourant 100 km...les performances varieront selon le coureur.

C'est un peu comme mettre le dérailleur sur "grand plateau petit pignon" et "petit plateau grand pignon" : la qtté d'énergie sera la même au final (aux pertes près), la puissance et le couple seront différents. Quant au meilleur compromis, ça dépend de l'organisme de la personne. Certaines sont faites pour faire un effort faible longtemps, d'autres un effort important moins longtemps. Trouve ta voie petit scarabée !

Exactement le même travail pour un physicien. Mais pour ton organisme la montée raide peut dépasser ses capacités (VO2 max).
Perso je monte les escaliers 2 par 2, sinon c'est trop lent (sauf si une jolie fille est devant moi, là je monte le plus lentement possible en prenant un air occupé)
De même, je trouve la marche insupportablement lente, je cours à la place.

Stephane

Le travail sera le même. La force employée non! Tout simplement parce qu'en faisant le trajet plus vite (plus près de l'axe pour une même vitesse linéaire) il te fait plus de force (force * temps = travail).

Ensuite, l'autre facteur dépend davantage de tes compétences puisqu'il s'agit de l'efficacité des muscles des jambes selon le mouvement demandé d'une part, selon leur entrainement d'autre part.

Si je résume bien les éléments entrant en jeu dans l'équation.
- Le Travail a effectuer.
- La Force a appliquer (découlant ou dont découle le temps de l'action).
- Le Rendement énergétique du référent devant effectuer le travail.

J'ai bon ?

Et bien bravo ! La seule chose qui me motivait pour prendre les escaliers était "allé, aujourd'hui, testons le chemin prêt de l'axe, car hier j'ai testé loin de l'axe". Maintenant que je sais que tout est pareil, et bien il ne me reste plus qu'a prendre l'ascenseur...et je me souviens du lycée qu'une chute à 10 mètres, la vitesse de réception est proche de 51km/h. Sauf que je sais du CHU qu'une déscélération brutale à 50km/h est un choc à haute cinétique, et pire qu'une déscélération progressive à 100km/h...Au passage, je pourais poster dans la rubrique biologie : savez vous de quoi on meurt lors d'une décélération brutale...

Merci pour votre réponse en tout cas !

Thunderhead a écrit:

Au passage, je pourais poster dans la rubrique biologie : savez vous de quoi on meurt lors d'une décélération brutale...

Le cerveau éclate.

J'ai l'impression de parler dans le vide parfois

Vous raisonnez comme si la second principe de thermodynamique n'existait pas.
la transformation irréversible de l'état en bas de l'escalier à l'état en haut de l'escalier entraine une perte d'énergie intrinsèque à la transformation.
Plus la transformation est lente , progressive, sans palier , un delta h le plus petit possible, moins cette perte d'énergie sera grande.

Sans ça, monter les escaliers 4 par 4 serait moins fatiguant que de les monter normalement.

Pour étayer ce raisonnement théorique je propose à thunderhead de mettre sa tête dans un sac plastique, de monter les escaliers et de noter à quelle marche il s'évanouit.
Si j'ai raison il devrait s'évanouir plus tôt en montant près de la rampe

Non, tu ne parles pas dans le vide, mais c'est un peu comme la polémique entre Claude Allègre et le canard enchaîné au sujet de la chute des corps.
Il est bon de d'abord être clair sur les éléments du premier degré avant de "chipoter" au second degré, en cela Allègre avait raison, et c'est pour ça que la discussion ne prend pas tout de suite en compte l'entropie.

Cela étant, la complexité de la mécanique musculaire est telle, que je ne suis pas si sûr que ça qu'on puisse en déduire aussi directement que l'entropie totale serait supérieure quand on monte les marches quatre à quatre...

Huyustus a écrit:

Cela étant, la complexité de la mécanique musculaire est telle, que je ne suis pas si sûr que ça qu'on puisse en déduire aussi directement que l'entropie totale serait supérieure quand on monte les marches quatre à quatre...

Oui.
Physiquement le travail est hmg
Avec un rendement de 100%
Ce qui n'est pas le cas ici: si tu fais le même parcours circulaire, mais sans monter d'un millimètre le travail est nul, pourtant tu te seras fatigué.
D'un autre côté, si tu ne tends qu'à monter sans déplacement horizontal tu n'y arriveras pas.
Donc, effectivement il y a un compromis, en espérant qu'il ne se situe pas en dehors des marches.

Pic de la Faribole a écrit:

Donc, effectivement il y a un compromis, en espérant qu'il ne se situe pas en dehors des marches.

Stéphane