La physique aux Jeux Olympiques

Nous y sommes enfin ! Après plusieurs mois d’attente, les Jeux Olympiques se tiendront du 26 juillet 2024 au 11 août 2024 et les Jeux Paralympiques, du 28 août au 8 septembre en France. Des athlètes du monde entier se réuniront à Paris pour se disputer la médaille d’or. La majorité d’entre nous seront rivés à leur télévision pour encourager les athlètes qui représenteront leur pays dans diverses épreuves. Il est toujours impressionnant de voir ces hommes et ces femmes qui se sont entraînés durant des années et qui réussissent à défier les lois de la physique.

Comment est-il possible qu’un être humain puisse sauter à plus de 6 mètres de haut à l’aide d’une simple perche ? La physique peut nous aider à comprendre à quel point chaque épreuve est étonnante. Par exemple, comprendre la force nécessaire pour propulser un lancer de poids de 3 mètres permet de se rendre compte de la force du lanceur. Pour démontrer la force de la physique aux Jeux Olympiques, nous examinerons trois épreuves différentes : le saut à la perche, la gymnastique et le skateboard.

Saut à la perche

Il est toujours impressionnant de voir un athlète s’élever de 3 à 6 mètres dans les airs. L’épreuve du saut à la perche exige que le participant utilise une perche pour se propulser dans les airs et franchir une barre placée à différentes hauteurs. L’athlète atterrit ensuite de l’autre côté sur un matelas. Cela peut sembler impossible, mais les lois de la physique font du saut à la perche une réalité !

Cet article de Quentin Lustig, Rémi Carmigniani, Christophe Clanet et Sébastien Homo, publié dans Culture Sciences Physique, explore les principes de la physique s’appliquant au saut à la perche. Les auteurs utilisent le principe d’énergie cinétique et d’énergie potentielle pour illustrer la manière dont le saut à la perche est réalisé. L’athlète doit courir à une certaine vitesse afin d’acquérir de l’énergie cinétique qui peut ensuite être stockée dans la perche, ce qui provoque la flexion. L’énergie stockée augmente alors l’énergie potentielle gravitationnelle du sauteur, ce qui lui permet d’atteindre des hauteurs impressionnantes.

Gymnastique

Simone Biles captive le public en donnant l’impression que tout ce qu’elle fait est facile et réalisable. Cela donne envie au public d’essayer la gymnastique par lui-même. Cependant, les spectateurs se rendraient probablement vite compte qu’ils sont incapables d’effectuer un saut périlleux tel que Simone Biles. En effet, Biles est passée maître dans l’art d’utiliser la bonne dose de puissance pour se propulser dans les airs. Elle peut également faire pivoter son corps en repliant simplement son bras sur sa poitrine. Comme pour le saut à la perche, la physique joue un rôle majeur dans les mouvements des gymnastes.

À travers cette vidéo d’Arte, nous découvrons la propriété fondamentale de la physique appliquée à la gymnastique : le moment cinétique. Le gymnaste varie son centre de gravité pour jouer avec son poids et son inertie pour prendre de la vitesse. Pour les gymnastes faisant du trampoline, ils passent beaucoup de temps dans les airs et se trouvent alors dans un système isolé. Il se recroqueville sur eux-mêmes pour rapprocher leurs membres près de leur centre de gravité afin de faire une rotation. Ils sont alors dans leur moment cinétique.

Skateboard

Cette année encore, le skateboard sera présent aux Jeux Olympiques. Il y aura deux types de skateboard : le park et le street. Il y aura des épreuves masculines et féminines pour chaque type de skateboard et les athlètes devront réaliser leurs plus beaux tricks. Vous êtes curieux de savoir à quoi ressembleront ces épreuves ? Vous pouvez en savoir plus sur le déroulement dans cet article.

Les figures exécutées lors des épreuves de skateboard sont incroyables. Les athlètes s’élancent dans les airs pour atterrir parfaitement sur leur planche. Mais comment font-ils pour ne pas tomber ? La physique peut à nouveau nous aider à répondre à cette question.

Pour acquérir les compétences nécessaires à la pratique du skateboard, il faut faire appel à de nombreux principes physiques. Cette vidéo d’Arte nous parle notamment de la notion d’équilibre dans le skateboard. La première loi à intervenir dans l’équilibre est la loi d’action/réaction : un corps qui exerce une force sur un autre corps subit en retour une force de même intensité dans le sens contraire. La gravité agit sur le skateur et lui permet de prendre de la vitesse. Cette vitesse lui permettra de s’élancer dans les airs et de réaliser des figures.

À l’approche des Jeux Olympiques, l’excitation est palpable. Sans les lois de la physique, les athlètes ne pourraient pas connaître ce qui est physiquement possible de faire. Par exemple, comprendre comment l’énergie est échangée entre l’athlète et la perche permet aux sauteurs à la perche d’atteindre des hauteurs qui semblaient auparavant impossibles. Les athlètes peuvent ainsi varier le matériau et leur vitesse pour s’améliorer et atteindre des records.

Lorsque vous allumerez votre télé pour regarder vos athlètes préférés, nous espérons que vous penserez à toutes ces propriétés mathématiques et physiques qui influencent les athlètes et leurs performances. Pour avoir le calendrier complet des Jeux Olympiques 2024, le voici !