MOUVEMENTS PRODUITS PAU L ACTION CX)MBINEE DE PLUSIEURS FORCES

en cherchant la résultante des forces qui sont en jeu ; nous aurons ainsi substitué au mouvement du corps tout entier celui de son centre de gravité. [Remarquons toutefois que si la direction de la force motrice ne passe pas , comme on vient de le supposer, par le centre de gravité , il en résultera à la fois un mouvement de translation de ce point et un mouvement de rotation du corps; mais on peut faire abstraction de ce dernier mouvement, pour ne considérer que le premier ; car, dans les mouvements de locomotion , Thomme neutralise Teffet de rotation par une conti*action appropriée de certains muscles, ou bien il cherche à placer son centre de gravité dans la direction de la force motrice par une inclinaison convenable du tronc]

Le problème ainsi simplifié^ soit G le centre de gravité de rhomine (Fig. 41), p le poids du corps que nous représentons par la portion GP de la ligne de gravité. Nous considérons le moment où l'une des jambes, celle qui est en arrière, s'appuie sur le sol au point J' et, par son mouvement d'extension, développe une force d'impulsion dirigée rnnoïi la droite J'G ; soit GF = /" l'intensité de eette force qui détermine le déplacement du corps dans la marche et dans la course. Décomptons la force d'impulsion en deux autres , l'une Tnrticale GV, dirigée en sens contraire de la pesanteur; l'autre horizontale GH, dirigée en avant.

Si le corps ne doit se mouvoir que dans une directiou horizontale, la composante verticale que nous désignerons par v doit être égale au poids p de Thomme , afin de lui faire équilibre ; la composante horizontale h agit seule pour pousser le centre de gravité en avant. L'observation a montré, en effet, que dans la marche ordinaire sur un sol horizontal, le tronc est transporté presque en ligne droite, et que les déplacements qu'il éprouve dans le sens vertical ^f loot peu considérables ; fies frères Weber ont /^ £ J ^,

trouvé que l'amplitude des variations de hauteur Fit?. 4i. Tiu^orie de u marche. du tronc est en moyenne de 32 millim. ; or le

déplacement du centre de gravité doit être encore moindre, puisque les mouvements du tronc dans le sens vertical sont déterminés pur rallongenieiit et le nccourcissement alternatifs des jambes , d'où résultent des déplacements du centre de gravité en sens contraire de ceux du tronc. ]

De ce que le centre de gravité se meut à peu près parallèlement à la sui'face du 9oK nous devons^ en conclure que la composante verticale v de la force d'impulsion iait constanunent équilibre au poids du corps et lui est, par conséquent, égale. Dès lors, il est facile de connaître la grandeur de la force de psTopalaîon , c'est-à-dire de la composante horizontale correspondant à une indÎMimn déterminée de la jambe qui pousse le corps en avant; on voit, en ou-

tre, que cette foi*ce de propulsion augmente nécessairement avec l'angle d'inclinaison du membre moteur.

La force d'impulsion f n'est pas continue ; elle agit néanmoins à intervalles réguliers; il en est évidemment de même de sa composante horizontale, la force de propulsion ; si donc le corps n'avait à vaincre aucune résistance dans sa marche, il s'avancerait avec une vitesse accélérée. Mais il peut être assimilé à une voiture que met en mouvement un moteur quelconque^ le sol oppose à la marche de la voiture une résistance qui croit avec la vitesse du déplacemenl. Quel((ue puissante que soit, par conséquent, la force motrice, il arrive nécessairement un moment où la résistance du sol lui est égale ; à partir de ce moment, le mouvement cesse d'être accéléré, il devient uniforme, car alors la résistance du sol fait équilibre, à chaque instant, à la force motrice. Cet état est bien vite atteint dans les mouvements de locomotion 4e l'homme, car, pendant que l'une des jambes pousse le corps en avant, l'autre qui était levée, retombe a terre, et éprouve de la part du sol une résistance qui détruit aussitôt la totalité de la force de propulsion développée par la première jambe ; il en ré* sullerait même un arrêt absolu du mouvement de locomotion , si la seconde jambe ne venait remplacer sa congénère pour imprimer au corps une nouvelle vitesse, qtii est de nouveau détruite par la résistance que rencontre la première jambe en retombant à son tour sur le sol qu'elle avait quitté dans l'intervalle, et ainsi de suite. Les jambes, en agissant de la soile alternativement, fontes réalité de la marche un wxoywanxewi périodique.

Néanmoins la marche se rapproche du mouvement uniforme^ d'un chariil roulant ou de toute autre machine en activité, dans laquelle une force cob»* tinte a à vaincre une résistance qui est aussi constante , car les deux jambei se relaient très-vite pour pousser le corps en avant , de sorte qu'il n'y a qu'un intervalle de temps presque inappréciable durant lequel aucune force de propulsion n'agit sur le centre de gravité.

Voici, en elfet, dans quel ordre se succèdent les divers actes par lesquels let jambes développent l'impulsion (ju'elles communiquent au corps (voy. lig. iS^i l'articulation du genou de la jambe qui pose sur le sol conunence par se mettre dans l'extension ; la jambe proprement dite sert alors de support lixe à la cuisse, et celle-ci pousse le corps en avant ; quand l'extension de l'articulation du genou est complète , l'articulation tibio-tai'sienne s'étend à son tour , le talou wt soulève et le pied se détache peu à peu du sol , connue cela a lieu pour une i*oue de voiture dont les difl'érents points de la circonférence quittent aussi le sol , les uns après les autres et d'arrière en avant ; durant tout le temps que le membre abdominal se développe ainsi , chaque portion de la plante du pied, à mesure qu'elle se soulève , exerce , par l'intermédiaire de la jambe, une actkNi propulsive sur le corps humain. La force qui est appliquée au centre de gra* vite ne consiste donc pas <mi une succession de chocs instantanés , se répétaot à intervalles réguliers; elle agit d'une manière continue et avec une intensité à ])eu près constante pendant toute la durée du développement du membre inférieur.

Si la jambe se détache du sol tout d'une pièce , à la nianièrc d'une écliasBe, par un mouvement brusque et instantané , la foi*ce de propulsion ainsi que k

MOUVEMENTS PRODUITS PAH l' ACTION COMBINÉE DE PLUSIEURS FORCES. 97

liiiigueur (lu pas en éprouvent une diminution notable ; aussi ce dernier mode ■k- propression s'efleclue-t-îl avec plus de lenteur, et exige-t-il lui déploiement d'effort musculaire incomparablement plus considérable.

Ml

Td?^

droite plMie

.nlqu.

pp«k.oQtod

> H.^licatioa des lois dn pendule àlamarcbe. — En tant que mouvement pério- I dique, kl marche de l'Iiomme se distingue par sa grande régularité. Cette unihmité dans la succession des périodes dont se compose la marcbe vient surtout de co que les mouvements des jambes sont soumis aux lois des oscillations (■endulaires. Dans le temps que l'une des jambes, colle qui s'appuie sur le sol, xcomplit son mouvement d'extcu.sion , l'autre, qui est arrivée â la fin de son allongement , se i-accourcit par la llexiou do l'articulation du genou , cjuittc le nÀ et décrit une oscillation d'arrière en avant (Fig. 42). Or tout corps qui oscille autour d'un axe peut élrc assimilé à un pendule composé , dans lequel la dorée des oscillalioiis est, comme on l'a vu , fonction de la longueur du pendule et de la répartition do sa masse (Cf. § 50).

Cesl en vertu de l'isoclironisme des oscillations pendulaires que> dans la uiarcbe ordinaire, les jambes exécutent, it tour de rôle, avec une parfaite réyularilé, la succession des mouvements qui font UJouvoir le corps ; cette rc'guliuité se traduit par l'isochronisme des pas. Habituellement, la durée de l'os-

cillatioii de la jambe qui est libre égale la durée du mouvement d'extension de la janilMî «jui s'appuie sur le sol; à Tinslant mémo où cette dernière arrive au terme de son développement , sa congénère se pose à terre et commence à soo tour son mouvement d'extension, pendant (jne l'autre se met, de son côté, à osciller, après avoir (quitté le sol.

L'exlension de la jambe peut s'effectuer avec des vitesses qui varient, à notre gré, dans des limites assez étendues ; plus nous voulons marcher vile, plus nous développons nos jambes avec rapidité. Mais la durée d'une oscillation complète est invariable quand la longueur du pendule reste constante; il en résulte (jne la jambe oscillante n'a pas toujours le temps de décrire en entier Tai^c corresiK)ndant à une oscillation complète, puis(pi'elle doit avoir terminé sa course, au moment où la jand)e appuyée a fini de s'étendre.

Dims la marche lente , la durée du mouvement d'extension est précisément telle que la jand)e mobile puisse parcourir en entier son arc d'oscillation; cette duive est même un peu supérieure à celle d'une oscillation complète, de sorte que les jambes restent toutes deux à la fois en contiict avtîc le sol , pendant un temps appréciable ; dans cette phase du pas , la verticale qui passe par le centre de rotation , c'est-;\-dire par la tête du fémur, divise en deux parties égales Tangle que font enti\^ elles les jambes. Quand la marche est plus rapide, Tare décrit par la jaml>e oscillante est raccoun-i dans sa partie antérieure; la verticale qui passe i>ar le centre de rotation n'est plus bissectrice de l'angle formé |Kir les jambt^s à leur maxinmm d'écartement : elle est plus rapprochée de la jambe antérieure. Enfin, dans la marche la plus rapide, l'arc |>arcouru par h jan)l)o oscillante ne corresjHUul qu'à une demi -oscillation, et lajand>e, auBM>nioment où elle se |H>se à terre, coïncide avec la verticale du centre de rotation. L'amplitude de Toscillation ne peut (>;is être réduite de plus de nioitîé, puisqu'il faut que le centiv de rotation soit ï>outenu par la jambe au moment où celle-ci s*» iH>se sur le si>l par Tintennétliaire du pitHl. Dans la courst» , la durée du mouvement d'extension de la jamln» appuyt'v est inférieure à celle d'une demiosk'illatitMi de la jand)e mobile; il s'ensuit que, }HM)dant un court espace de temps, aucune des ileux jambes ne touclu» terri* , et (jue le coq>s flotte dans Pair. Il est une circonstance i\\\\ favoris*^ la liH'omolion et qui se produit to^joon dans la mari'he rapide et «lans la i ourse, c't^l l'abaissi^ment du tronc au-deisous du niveau «pril iVi-u|v dans la station sur h^ pieils. Clet abaissement di tronc agit en simis contraire de la diminution de durée «lu mouvement d'extension, en augmentant la longueur du jus: en ctïet, le tronc, et avec lui Taxe de natation des jamU^s, étant plaies plus kis, il en résulte forcément que la jandn^ mobile to niccourcit davantage et o<oilh', en conséquence, phis nie; raugiuentaiiim de la viti*ss«* d't^s^illation entraîne un accn»iss4»ment correspondant lU* Tan- jM^vuni dans un lenq»s donne |kir la jandv oscillante et, par aiiiU\ un aocnnssiMnent dr longueur du |vis. Ainsi, à mesure que la rapidité de nartlie augmente , la c/t/civ </ii ;'f?s diminut». ivinv que la jambe appuvée de temps à s** «léxelopjHT, et que l.i janiU* mobile oscille pUis vile; lMn|is, la lotujucur liu /hi."* s'accn>îl. i^n voit di>nc que les circons- Ifni tout lo plus faxorablos à la rapidité de la locomotion \ont toi^oun