Problème biomécanique du lancer du poids enfin résolu

L'un des sports olympiques les plus étranges est le lancer du poids, une épreuve dans laquelle un athlète lance une sphère de métal de la taille d'un pamplemousse aussi loin que possible, en utilisant un mouvement de lancement étrange spécifié par les règles.

Voici maintenant un curieux casse-tête de biomécanique : sous quel angle le tir doit-il être lancé pour maximiser la distance de projection ?

Il est facile de penser que cela devrait être à 45 degrés et une analyse simple peut en effet le suggérer. Mais les mesures de l'action des meilleurs putters les montrent systématiquement en utilisant un angle de déclenchement compris entre 37 et 38 degrés. Pourquoi la trajectoire moins profonde ?

Dans les années 1970, les biomécaniciens ont réalisé que la hauteur de libération doit être incluse car elle garantit que la trajectoire n'est pas tout à fait symétrique. Lorsque cela est pris en compte, l'angle de déclenchement optimal s'avère être de 42 degrés, plus proche de la valeur mesurée mais toujours d'environ 4 ou 5 degrés en dehors. Personne depuis lors n'a été capable de comprendre d'où vient la différence

Aujourd'hui, Alexander Lenz de l'Université technique de Dortmund et Florian Rappl de l'Université de Ratisbonne en Allemagne disent qu'ils savent ce qui se passe. Ils soulignent qu'il y a plusieurs autres effets qui doivent être pris en compte.

Premièrement, la hauteur de relâchement est la hauteur de l'épaule de l'athlète plus un terme supplémentaire qui dépend de la longueur du bras et de son angle. Lorsque cela est pris en compte, l'angle de déclenchement optimal s'avère jusqu'à 1 degré plus grand, ce qui rend le puzzle biomécanique encore plus aigu.

Ensuite, Lenz et Rappl examinent l'énergie que les athlètes peuvent transmettre au tir lorsqu'ils le poussent à un angle par rapport à l'épaule. Cela peut être divisé en composants cinétiques et potentiels. La composante potentielle est liée à la hauteur du tir au-dessus de l'épaule lorsqu'il est relâché.

Le couple allemand précise que l'équation qui détermine la distance finale dépend de la hauteur mais aussi de la vitesse au carré. Il est donc préférable pour l'athlète de transmettre plus d'énergie sous forme cinétique que sous forme potentielle. Et cela abaisse l'angle de déclenchement optimal.

Enfin, Lenz et Rappl disent que l'on sait depuis longtemps que les records du monde en développé couché sont nettement plus élevés que pour l'épaulé-jeté. Cela implique que les athlètes disposent d'une plus grande puissance lorsque l'angle de relâchement est de 0 degré par rapport aux autres angles. Cet effet signifie également qu'un angle de déclenchement plus petit pourrait envoyer le tir plus loin.

En mettant tout cela ensemble, Lenz et Rappl créent un modèle de lancer du poids qui prédit que l'angle de lancement optimal se situe entre 37 et 38 degrés, ce qui correspond presque exactement aux mesures des meilleurs athlètes.

Puzzle résolu !

Réf : arxiv.org/abs/1007.3689 : L'angle de déclenchement optimal au lancer du poids

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