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mardi 23 octobre 2018
posté par le_lapin à 15:21

Un brin de physique

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Quelques équations de base pour moins se fatiguer en faisant nager la physique pour vous, et qui à ma connaissance ne figurent dans aucun livre de natation de France et de Navarre ...

https://drive.google.com/file/d/1XoWdO...

6 commentaires

  


Zut, y a-til un moyen de poster un petit pdf ici ?
  

avatar de aieouilleaie
aieouilleaie
24j
sert a rien, inutile pour progresser.
le sport et la physique sont deux choses très différentes et tu ne peux pas appliquer tes principes mathématiques au corps humain. le corps humain n'est pas un bout de bois rigide, il est articulé et le ressenti de la loi d’Archimède ne peut se faire qu'en l'expérimentant physiquement, non en la comprenant intellectuellement.

sinon, tout les profs de physique serait des champions de natation ...
bisou
  

Je conteste !


Ces équations ne font à aucun moment l'hypothèse que le corps humain est rigide - elles ne concernent que son centre de masse, lui toujours bien défini.

Quant à l'utilité de ce genre d'approche pour progresser, si cela peut au moins convaincre les nageurs (geek) débutants de l'importance de nager à vitesse constante (et comprendre pourquoi ce conseil semble ne pas s'appliquer aux champions de natation) - ou juste de comprendre quelle est la base physique de ce conseil technique souvent entendu au bord d'un bassin - c'est déjà pas mal


Sinon, complètement en phase avec l'importance de sentir les choses physiquement. Et c'est encore meilleur si on peut ajouter le plaisir de vaguement saisir quelles sont les lois de la nature et les effets physiques auxquels on a affaire !
  

Intéressant, mais j'ai envie d'imprimer et de m'y plonger à tête reposée, donc ce sera pas aujourd'hui !
  

Nouvelle version, avec figure & meilleure mise en page !
  

Petit résumé en français de l'article posté plus haut :

1. L'expérience montre que la vitesse de croisière d'un nageur peut correctement être estimée par la deuxième loi de Newton, qui indique que cette vitesse de croisière est donnée par la racine cubique de (2*P/cx/rho/A) où :
- P est la puissance du nageur (en watts - de l'ordre de 200W pour un humain raisonnablement entraîné en plein effort physique)
- cx: coefficient de traînée du nageur (nombre sans dimension inférieur à 1 pour un bon nageur, supérieur à 1 pour un nageur moins profilé)
- rho: densité de l'eau (1000kg/m3)
- A: aire transverse ("section efficace") du nageur (en m2, de l'ordre de 0.3m2)

Cette formule toute simple montre que pour doubler sa vitesse, il faut soit multiplier par 2x2x2=8 la puissance de nage (pas facile), ou diviser par 8 l'aire transverse du nageur ou son coefficient de traînée (pas facile non plus). La formule montre également qu'une autre solution pour doubler sa vitesse de nage consiste à combiner un doublement de la puissance à une réduction d'un facteur 2 du coefficient de traînée et d'un facteur 2 de l'aire transverse du nageur.

Bref : cette approche basique donne une base physique à l'observation que pour battre un record de vitesse, il est pour ainsi dire désespéré de s'exciter sur un aspect de la nage (mettons : nager tout en puissance), et qu'il est au contraire vital de tout optimiser en même temps (puissance accrue, coefficient de traînée et aire transverse réduites).

2. Une étude un peu plus fine de la seconde loi de Newton appliquée à un nageur montre également qu'il est important pour un nageur de veiller à garder une vitesse de nage la plus constante possible au cours de chaque cycle de nage. Toute augmentation ou baisse temporaire de vitesse se traduit par une dépense excessive d'énergie. Par exemple, pour deux nageurs évoluant à la même vitesse moyenne, celui dont les fluctuations de vitesse sont de l'ordre de 30% doit développer une puissance 27% supérieure à celle de son comparse nageant sans fluctuation de vitesse.

3. "Mais les nageurs de compétition ont cependant tous des cycles de nage présentant de grosses fluctuations de vitesse !" Oui ! Cela s'explique par le fait que la stratégie consistant à maintenir une vitesse de nage la plus constante possible n'est optimale que si la traînée du nageur est constante dans le temps. En pratique, cela n'est jamais le cas : un nageur est tout sauf un corps rigide, et il existe donc toujours de petites fluctuations de coefficient de traînée inhérente à toute nage. On peut montrer que lorsque ces fluctuations ne sont pas controlées, la meilleure approche est encore de nager à la vitesse la plus constante possible.

Par contre, si les fluctuations de coefficient de traînée sont bien perçues par le nageur, la seconde loi de Newton permet de montrer qu'il est alors optimal de synchroniser ces fluctuations de frottement aux actions propulsives, ce qui crée des fluctuations de vitesse entretenues, expliquant les oscillations de vitesse des nageurs de haut niveau qui (parfois sans le savoir) parviennent à synchroniser leur propulsion à de légères fluctuations de coefficient de traînée difficiles à percevoir & maîtriser pour un nageur débutant.
 

 

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