Les caractéristiques de la Lune et leurs impact sur la course d'Usain Bolt. 

Sur la Lune, les caractéristiques sont très différentes de celles sur Terre. Nous allons les découvrir et les définir.

La surface de la Lune

 Tout d'abord, la surface de la Lune est différente de celle sur Terre. En effet sur la Lune, le régholite est la matière que nous allons retrouver à la surface. Le régholite est composé principalement de poussière, fortement magnétisée par le rayonnement solaire. La poussière à la particularité de s'infiltrer partout et par conséquent, elle peut endommager la combinaison. Cela peut avarier considérablement l'astronaute en le privant d'oxygène contenu dans sa combinaison.    

L'absence d'atmosphère

De plus on observe l'absence d'atmosphère sur la Lune. Cette caractéristique entraîne l'absence d'oxygène à la surface de la Lune et empêche ainsi le coureur de respirer, et donc de réaliser sa course dans de bonne condition. Toutefois, les découvertes de combinaisons spécifiques ont été innover pour permettre aux astronautes de se rendre sur la Lune sans craindre le manque d'oxygène. Néanmoins, la contrainte de devoir porter une combinaison lors de sa course, incite Usain Bolt à perdre de la vitesse. 

La température

Aussi, nous avons vu dans la partie précédente, que la température impactait sur la performance d'un athlète. Nous avions donc défini la température idéal pour Usain Bolt. Elle s'élève à 3°C. Si celle-ci n'est pas respectée, elle pourrait avoir un impact sur la vitesse d'Usain Bolt. C'est précisément ce qui risque de se passer une fois sur la Lune. En effet, la température moyenne sur la Lune est comprise entre -175°C et 125°C. Ainsi, avec une température pareille Usain Bolt se voit dans l'impossible de réaliser une performance similaire à celle sur Terre.

L'intensité de pesanteur

De même, d'après le calcul suivant: 90x1.62=145.8, Usain Bolt a un poids de 145.8 N sur la Lune. Il est ainsi 6 fois plus léger sur la Lune que sur Terre. De là, l'intensité de pesanteur et l’absence de gravitation sur la Lune ont donc de nombreuses conséquences sur sa foulée agissant directement sur sa course .

La Foulée sur la Lune

• Enfin, la foulée sur la Lune n'est pas semblable à celle sur Terre comme on vient de le montrer ci dessus. En effet,  Le premier rebond qu'Usain Bolt va réaliser de sa foulée sera très haut , de cette manière, il mettra plus de temps à redescendre. Cela est dû à la gravité. Le temps de transition entre le phase t1 et t2 de la foulée va être ralenti et va donc être plus long. Ces foulées vont ainsi être hautes, mais lentes, par conséquent la vitesse va ralentir.

• Aussi une expérience a été réalisé par la NASA qui consiste à courir à une même vitesse/allure sur terre et  sur la Lune ( 7 km/h) pourtant sur la Lune, en courant a la même allure, ils obtiennent une vitesse aux alentours de 3 km/h. On remarque donc que la vitesse a considérablement diminué...

• De plus sur la Lune il n'est pas possible de freiner dans ce cas, cela défavorise la course. Il faut aussi prendre en compte le fait qu'il devra porter une combinaison assez lourde et qu'il lui faudra une énorme force pour pouvoir réaliser son record.

Ainsi en regroupant les différentes caractéristiques de la Lune et les facteurs agissant sur la course d'Usain Bolt, il n'est pas possible de réaliser ce record sur la Lune...

IMPACT DES CONDITIONS LUNAIRE SUR LA FOULÉE

MODALITÉ

Supposons que la flèche (h hauteur du saut de sa foulée) est négligeable par rapport à la foulée (d distance parcourue en une foulée), un coureur voudrait aplatir et baisser son centre de gravité au maximum, pour avoir une flèche la moins importante possible. Donc, avoir une foulée la plus grande possible. Cherchons maintenant la distance (d), c'est a dire la distance parcourue par son centre de gravité et non pas par son corps au total.

Sachant que sa foulée total est de 2,70 m, pour avoir la distance parcourue par son centre de gravité il faudrait donc enlever la distance entre le bout de ses jambes et son centre de gravité.

Sa jambe mesure environ 1m, son angle de départ mesure approximativement 45° et son angle d'appui au sol est de 60°. On peut donc dire que la distance entre le bout de sa jambe arrière et son centre de gravité est de :

1m*cos(45°)= 0.7m 

De plus, la distance entre sa jambes avant et son centre de gravité est de :

1m*cos(45°)=0.5m

On vient de démontrer que la distance entre le bout de sa jambe arrière et son centre de gravité par rapport au sol est de 0,7m. Tandis que celle entre le bout de sa jambe avant et son centre de gravité est de 0,5m. Ainsi, on peux en déduire que la distance d parcourue par son centre de gravité lors d'une foulée sur terre est de 1,50m. Vu que nous connaissons sa vitesse, 12,41 m*s et sa gravité sur terre est 9,80 m/s^-2, nous pouvons dire que son angle de pousser durant la course est définit par la relation : 

d = (v^2/g)*sin(2x)

Dans cette formule, la variable x est son inclinaison par rapport au sol durant sa course. Ainsi, pour déterminer x on peux utiliser une formule :

1.50 = (12.41m*s/9.871m/s^-2) * sin(2*5.5°)

Avec le calcul ci-dessus, on peut déduire que son angle de poussée durant la foulée est de 5,5°.

SA FLÈCHE SUR TERRE

Comme vous l'avez vu juste avant, on considère que la trajectoire de son centre de gravité est quasi-linéaire ou seulement avec des rebonds négligeable par rapport à la distance d parcourue par son centre de gravité lors d'une foulée. Pour trouver la hauteur h de cela  j'ai utiliser la formule suivante :

h = (v^2*sin(x°)^2)/2*g

Ce qui nous donne :

0.07m = (12.41^2*sin(5.5°)^2)/2*9.871

La hauteur de sa flèche est donc de 7 cm, négligeable par rapport à la distance de sa foulée (2,70m). Ce qui nous confirme et valide l'hypothèse évoquer juste avant.

SUR LA LUNE

Comme on le sait, sur la lune notre poids est 6 fois inférieur que sur terre grâce à l'intensité de pesanteur. Donc la hauteur de sa flèche sur la lune sera 6 fois supérieur à celle sur terre, sa flèche sera alors de 42 cm. 

SA VITESSE

Maintenant cherchons sa vitesse on sait que :

h = (v^2*sin(x°)^2)/2*g

Donc on en déduit que la formule pour trouver la vitesse est :

v = √(2*g*h)/sin(x°)

Calculons maintenant sa vitesse sur la lune.

v = √(2*g*h)/sin(x°) = √(2*1.61*0.42)/sin(5.5°)= 12.13 m*s

Il ira donc à 12,13 m/s sur la lune. C'est à dire presque à la même vitesse que sur Terre.

LA DURÉE DE SA FOULÉE

Sachant que l'angle x =5,5* la gravité g=1,61m/s^-2 et que la vitesse v=12,13m/s.

La formule que nous pouvons utiliser est :

t = 2v * sin(x) / g

Donc la durée d'une foulée est de :

t = 2*12.13*sin(5.5°)/1.61 = 1.44 s

Ansi, la durée d'une foulée sur la lune sera de 1,44seconde, alors que sur terre elle est de :

t = 2*12.41*sin(5.5°)/9.80 = 0.24 s

Maintenant on peux calculer la longueur de sa foulée sur la lune.

d = (v^2/g) * sin(2x)

d = 17.43 m

Alors, sa foulée sur la lune sera de 17,43 m .

CONCLUSION

D'après les recherches effectuées ci-dessus on pourrait en conclure que Usain Bolt aurait pu boucler son 100m plus vite sur la Lune sans prendre en comptes les différentes caractéristiques de la Lune qui vont empêcher sa course.

- Le climat : La température optimale pour courir est d'environs 3°. Alors que la température sur la lune, est de -125°C au soleil et de -175°C a l'ombre.

- La piste : La piste sur la lune est faite de régolithe ( « sol » lunaire ). Alors que pendant son record mondial la piste était faite de tartan. Ainsi la piste en régolithe ne lui permettra pas de freiner et donc de réaliser une bonne foulée.

- l'oxygène : Le manque d'oxygène ne lui permettra donc pas de terminer sa course dans de bonnes conditions dû à une combinaison trop lourde pour respirer. De plus la combinaison n'est pas la tenue idéal pour un 100m, elle va effectuer des frottements. Il faudrai donc à Usain Bolt une énorme force pour réaliser le 100m.

En conséquence des caractéristiques de la Lune, Usain Bolt ne pourra donc pas réaliser son record mondial de 100m sur la Lune.

Vidéo d'une pub de champagne d'Usain Bolt qui cours dans un vaisseau sans gravité. Cette vidéo démontre bien qu'Usain Bolt ne pourrait pas réaliser son 100m à une vitesse semblable à celle qu'il a sur Terre. 

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