En discutant avec des amis sur les avantages et inconvénients de la position du canoteur dans son embarcation, je me suis posé la question suivante:
Est-ce que l’inertie de rotation joue un un grand rôle?
J’ai trouvé de l’information assez intéressante qui pourrait expliquer bien des choses de la vie courante d’un canoteur sur le site WEB du Cegep de Ste Foy, (1998).
Pour ceux à qui les formules donnent des boutons, dites-vous que la compréhension de l’inertie de rotation pourrait vous éliminer bien des maux de dos récurrents. C’est à vous de choisir entre les maux de dos récurrents et une tentative de compréhension d’un phénomène physique. Le problème est que l’inertie de rotation est comme la gravité, elles affectent toutes les deux nos mouvements qu’on sache qu’elles existent ou non, Alors : Qu’est-ce que l’inertie de rotation?
– Selon la page Web citée, le moment d’inertie de rotation est l’opposition qu’offre un corps aux changements de son état de mouvement de rotation.
Le moment d’inertie de rotation (I )est égal à la somme du produit de la masse (m) de chacune des particules composant un corps (figure 1) par le carré de la distance (r)entre le centre de gravité de cette particule et l’axe de rotation du corps.
– Ouais!!! Mais ça veut dire quoi en clair pour le canoteur qui part pour une expédition de deux semaines et qui oublie de transporter cette équation dans son canot?
– Pas de problème pour cela, car même si vous n’avez jamais entendu parler de cette loi de la physique, elle est comme les lois du gouvernement, elle s’applique même si vous plaidez l’ignorance.
– Remplaçons donc dans cette équation les deux masses m1 et m2 par chacune un vinier de 4 litres. Considérant qu’il y a plein de place sous les ballons avant et arrière dans un canot, ce serait le meilleur endroit pour garder ce liquide divin au frais et le protéger contre des perforations éventuelles. Disons qu’on se permet de voyager pesant. Ajoutons donc dans notre canot de 16 pieds (4.8 m) quatre barils de 60 cm de long d’une masse moyenne de 25 kg placés 2 par 2 de chaque côté du barreau central du canot et bien attachés pour ne pas les perdre.
– Faisons maintenant le calcul. Le centre de gravité de chaque baril est situé à environ 35 cm du centre du canot qui peut être considéré à toute fin pratique comme l’axe de rotation du canot. En multipliant les 25 kg par la distance au carré (r2) entre centre du canot et le centre de gravité de chaque baril, soit 0.35 m au carré. Ça donne 25 kg x (0.35 m)2, égale 3.0625 kg-m2, et pour les 4 barils, ça donne 12.25 kg-m2.
– Comparons ce chiffre à l’inertie de rotation de nos viniers situés sous les ballons, soit à environ 2 m du centre du canot; ce qui donne 4 kg x (2 m)2, égale 16 kg-m2, x 2 viniers = 32 kg-m2.
– Donc, ça veut dire que dans cette position les deux viniers ont dix fois plus importance (32 comparé à 3.06) qu’un seul baril de 25 kg attaché près du barreau central d’un canot, et plus de 2.5 fois plus d’effet que 4 barils attachés près du barreau central d’un canot pour ce qui est d’empêcher le canot de tourner.
– Ça explique aussi pourquoi les gens en duo rapproché ont tant de facilité à faire tourner leur canot même s’ils sont loin des pointes pour le faire tourner. Alors, quand on dit aux gens que c’est mieux de travailler proche des points, sans le savoir, on leur nuit.
– Exactement!
– Ça explique donc pourquoi lorsque je me penche vers l’avant pour travailler plus près des pointes, je n’ai pas vraiment l’impression que c’est plus facile…
– C’est encore ça!!! Ce que tu gagnes en bras de levier en augmentant la distance entre ton point d’appui de l’aviron dans l’eau et le centre du canot, tu le perds en augmentant l’inertie de rotation avec le carré de cette même distance. Et, ça s’applique partout où il y a rotation d’une masse. Par exemple, lorsqu’on veut charger notre canot duo sur nos épaules pour faire un portage. Il sera beaucoup plus facile de faire rouler le canot sur un genou et contre son corps que de le prendre à bout de bras et lui donner un bon swing. À bout de bras (selon le gabarit de la personne) les calculs démontrent qu’on peut plus que quintupler le travail nécessaire par rapport à faire rouler le canot sur son corps. De plus, se donner un bon swing crée souvent un déséquilibre sur le porteur lorsque le canot arrive en fin de course. C’est ce qui fait que d’avoir une bonne technique peut permettre à une personne beaucoup moins forte de charger un canot sur ses épaules seul alors que cela semble toujours aussi pénible pour un Rambo pour qui l’apprentissage des techniques est une perte totale de temps.
-Ok, alors, je les mets où mes 2 viniers ?
Deux options :
A. Tu le laisses à la maison, on n’en a pas vraiment besoin pour déguster les beautés de la nature.
B. Tu les mets le plus près possible du centre du canot comme d’ailleurs tout autre objet relativement pesant. Tu mets tes objets légers et volumineux, comme ton matelas de sol, dans les pointes et ce seulement si tu manques de place.
– Et je commence à apprendre les bonnes techniques même si je n’ai rien compris à tes équations…
– C’est ça!!!
Clément Vigneault
Très astucieux, et finalement assez intuitif! Mais surtout, très bien écrit!
Merci, Clément!
Parfois on oublie…je faisais des expés au 4 ans, sans changer vraiment l’endroit ou le poids d’un petit baril que je mettais à la pointe. Mon fils était passé de 8 à 12 ans, on s’entend ti que ma première reprise de courant a été un flop où je dirais même un flip flop en cravate.
Ça pas été long que l’équilibre a été repensé !
Aussi vous pouvez acheter un vin désalcoolisé, il sera plus léger…à boire 😉
Merci Clément pour cette physique en cantiques sur un air d’aller équilibré
Sous le joug du milieux il y a comment de place ? J’imagine beaucoup pour mettre du vinier? Dans mon canot c’est un endroit perdu. Je réfléchi a ce que je pourrais mettre. Puisque ce ne sera pas du vinier!