Un gymnaste peut en fait effectuer ces deux types de rotations en même temps, ce qui rend ce sport si intéressant à observer. En physique, nous appellerions ce type de mouvement une « rotation du corps rigide ». Mais, de toute évidence, les humains ne sont pas rigides, donc les mathématiques permettant de décrire ce type de rotations peuvent être assez compliquées. Par souci de concision, limitons notre discussion aux seuls saltos.
Il existe trois types de saltos. Il y a le « layout », dans lequel le gymnaste garde son corps en position droite. Il y a le « pike », dans lequel il se plie à un angle d'environ 90 degrés au niveau des hanches. Enfin, il y a le « tuck », avec les genoux remontés vers la poitrine.
Quelle est la différence, en termes de physique ?
Les rotations et le moment d'inertie
Si vous voulez comprendre la physique d'une rotation, vous devez prendre en compte le moment d'inertie. Je sais que c'est un terme étrange. Commençons par un exemple impliquant des bateaux. (Oui, des bateaux.)
Supposons que vous vous trouviez sur un quai à côté d'un petit bateau qui flotte là, et qui n'est pas amarré. Si vous posez votre pied sur le bateau et que vous le poussez, que se passe-t-il ? Oui, le bateau s'éloigne, mais il fait autre chose. Le bateau aussi accélère à mesure qu'il s'éloigne. Ce changement de vitesse est une accélération.
Imaginez maintenant que vous vous déplacez le long du quai et que vous choisissez un bateau beaucoup plus grand, comme un yacht. Si vous posez votre pied dessus et que vous le poussez en utilisant la même force pendant la même durée que pour le plus petit bateau, est-ce qu'il bouge ? Oui, c'est le cas. Cependant, sa vitesse n'augmente pas autant que celle du plus petit bateau car il a une masse plus importante.
La propriété clé dans cet exemple est la masse du bateau. Avec plus de masse, il est plus difficile de modifier le mouvement d'un objet. Parfois, nous appelons cette propriété des objets la inertie (à ne pas confondre avec le moment d'inertie—nous y reviendrons bientôt).
Lorsque vous poussez sur le bateau, nous pouvons décrire cette interaction force-mouvement avec une forme de deuxième loi de Newton. Cela ressemble à ceci :
Illustration : Rhett Allain