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Education par la technologie

 

Socles p. 62-63

  • Les socles prévoient une approche des structures et mécanismes, notamment des machines mettant en œuvre des principes mécaniques.

Suggestions d'exploitation

Quelques expériences, faciles à réaliser Voir éveil scientifque

1. Le disque intervertébral se comporte comme un coussinet élastique ou une éponge.

Matériel
Deux plaquettes de bois, une balle en mousse ou une éponge et deux élastiques.

Croquis du dispositif expérimental

Expérience
Maintenir le dispositif dans les mains, comme si l’on tenait une crème glacée d’une boule entre deux gaufrettes… Il suffit d’écraser la balle ou l’éponge entre les deux plaquettes et de constater sa déformation.


2. Quelles charges supportent la colonne vertébrale ?

Pour évaluer la charge supportée par la colonne vertébrale, il faut connaître le principe des leviers… Nous suggérons de réaliser une petite expérience, qui rappellera la balançoire !

Matériel
Un pot, une règle, deux gommes.

Croquis du dispositif expérimental

Observer, constater, noter, …


3. Les courbures de la colonne vertébrale renforcent sa solidité.

Une tôle ondulée est plus résistante qu’une tôle plate. Pense à d’autres matériaux, comme le carton ondulé !
Cherche une expérimentation à faire pour essayer de mieux comprendre !

Que se passe-t-il quand je soulève une charge ?

Chaque vertèbre supporte le poids de la partie du corps située au-dessus d’elle. C’est donc sur le dernier disque lombaire que la pression est la plus forte, celui situé entre la dernière vertèbre lombaire (L5) et le sacrum (S1). Les maux de dos se situent souvent à ce niveau là.

En position debout, pour une personne pesant 75 kg, la pression subie par le dernier disque lombaire (L5-S1) sera de 50 kg environ (2/3 du poids total).

Le port d’une charge (de 20 kg par exemple) augmente bien sûr la pression subie par le disque. C’est le mécanisme du bras levier.

Suivons le raisonnement suivant :

  • Prenons un levier inter-appui avec deux bras de levier inégaux respectivement de 50 cm (a) et de 5 cm (b).
    Si le poids de A est égal à 20 kg, une charge équivalente à 200 kg, B, sera nécessaire pour compenser celui-ci.

La pression subie au niveau du point d’appui P, sera dès lors égale à A + B, soit 220 kg

  • Appliquons ce principe au corps humain et considérons que :
    • Le bras de levier « a », correspond à la distance entre le noyau du disque intervertébral et la charge, 50 cm dans le cas présent.
    • Le bras de levier « b », représente la distance entre le noyau et l’insertion des muscles paravertébraux, soit 5 cm.

Les autres données correspondant à :

A, le poids de la charge ;
C, le poids du tronc d’un individu de 75 kg ;
B, la force des muscles paravertébraux, et
P, le noyau du disque intervertébral.

Extrait de la brochure « Connaître et comprendre son dos pour mieux le protéger » , pages 17 à 19
Comment se procurer la brochure pour la classe ?
- sur le site (www.meta.fgov.be),
- par téléphone au +3222334214,
- par écrit au « Service des publications du Ministère fédéral de l’emploi et du travail », 51, rue Belliard, 1040 Bruxelles
- par courriel : (publi@meta.fgov.be)

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