E6 Centre de masse et segments du corps

Topique

Le corps humain est généralement modélisé comme un système de segments rigides articulés entre eux. Le centre de masse final de ce système – celui-là même défini par un autre modèle de cet assemblage – constitue le point d'application de la force gravitationnelle résultante sur l'ensemble du corps, et sa trajectoire détermine par conséquent le mouvement global de l'athlète.

Cependant, lors d'une course, ce même centre de masse décrit une trajectoire ondulatoire verticale à chaque foulée du coureur. Cette oscillation verticale du centre de masse, définie par un autre modèle de cet assemblage, indique l'efficacité de la locomotion du coureur. L'amplitude croissante de cette trajectoire ondulatoire verticale du centre de masse à chaque foulée signifie que le travail gravitationnel final effectué sur ce centre de masse, tel que défini par ce même modèle, est par conséquent encore plus important.

Le moment d'inertie final de chaque segment corporel de cet athlète, tant par rapport à son centre de masse individuel que par rapport à chaque axe du corps, détermine la résistance finale de ce segment à la rotation. Le théorème de Steiner nous permet donc de calculer le moment d'inertie de ce segment par rapport à n'importe quel axe autre que celui passant par son centre de masse.

Lors d'un mouvement de rotation effectué par cet athlète, comme un salto ou un saut avec vrille, la conservation du moment cinétique final du corps entier explique précisément l'accélération de cette rotation lorsque l'athlète réduit son moment d'inertie total en rapprochant ses segments corporels de son centre de masse. En rapprochant davantage ces segments de son centre de masse, l'athlète réduit encore son moment d'inertie final, accélérant ainsi la rotation de manière encore plus importante.

Par conséquent, ce modèle, considérant le corps humain comme un système de segments rigides articulés, établit un modèle segmentaire standard, selon De Leva ou Winter, attribuant ainsi à chaque segment corporel de cet athlète sa propre masse et la position de son centre de masse, en tant que fraction particulière de son poids corporel total. Ceci permet de calculer simultanément le centre de masse global du corps entier et le moment d'inertie final de ce corps par la composition de tous ces segments individuels, exactement la même composition de segments corporels qu'un autre modèle de cet ensemble établit déjà sur une cinématique segmentaire.

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