«

»

Déc
29

Les figures du skate

Paru dans : Les figures du skate J.M. Courty et E. Kierlik, Pour la Science N°399, (janvier 2011)

Les pratiquants du skate semblent défier les lois de la physique. En réalité, ils s’en servent avec beaucoup de subtilité.

Sans prendre d’élan, le skateur peut démarrer et avancer en effectuant un mouvment en zig-zag. (dessin Bruno Vacaro)

Extrait

Observer un skateur en action sur sa planche à roulettes est toujours impressionnant. Pour un physicien, ce sentiment se double de perplexité. Comment le skateur fait-il pour se propulser vers l’avant sans appuyer le pied sur le sol ? Comment s’élève-t-il de plus en plus haut sur une rampe en « demi-tuyau » ? Et, encore plus fort, comment saute-t-il avec son skate en donnant l’impression qu’il ne fait qu’un avec la planche alors que ses pieds, simplement posés sur la planche, ne peuvent que pousser cette dernière vers le bas ?

Pour répondre à ces questions, analysons trois des mouvements de base du skateur : le « tic-tac », la « pompe » et le « ollie ».

Tic-tac en zigzags

Montons sur un skateboard, une planche en bois d’environ 80 centimètres de long sur une vingtaine de large. Comment, sans moteur, démarrer et avancer ? La solution de facilité est de faire comme avec une trottinette, en plaçant l’un des pieds sur la planche et en poussant le sol vers l’arrière avec l’autre : si la chaussure ne glisse pas sur le sol, ce dernier exerce en réaction une force dirigée vers l’avant qui nous propulse. C’est d’ailleurs ainsi que nous marchons, grâce au frottement entre le pied et le sol.

Il est toutefois possible d’avancer sans mettre pied à terre, à condition d’adapter le schéma poussée-réaction : les roues se mettront à tourner si l’on exerce une poussée le long de l’axe de la planche. La méthode consiste à zigzaguer (voir la figure 1). Première étape : initialement immobile, le skateur se penche d’un côté, par exemple du côté droit de la planche, en inclinant cette dernière. L’effet de ce déplacement du corps vers la droite est d’exercer sur le sol une poussée perpendiculaire à l’axe de la planche, dirigée vers la gauche (et vers le bas). En réaction, le sol exerce sur la planche une force dirigée vers la droite (et vers le haut). Puis, en s’appuyant sur les roues arrière, le skateur fait pivoter son corps et la planche de, par exemple, 60 degrés vers la droite. La réaction du sol que l’on vient de mentionner a alors une composante dirigée selon l’axe de la planche, qui contribue à son accélération.

Dès que les roues avant finissent de pivoter et touchent le sol, le skateur bloque la rotation, incline son corps vers la gauche, relève l’avant de son skate et pivote cette fois de 60 degrés vers la gauche. En poursuivant les rotations de 60 degrés alternativement vers la gauche et la droite, rythmées par le tic-tac des contacts des roues au sol, le skateur avance le long de la direction médiane.

À chaque fois, le skateur accélère au moment où les roues touchent le sol, car la réaction du sol, perpendiculaire à l’axe du skate, est dirigée en partie vers l’avant. Cette force a aussi une composante perpendiculaire à la direction moyenne de déplacement, mais les impulsions successives d’un côté puis de l’autre l’annulent en moyenne ; en revanche, le ….

Références

  • M. Kunesch et A. Usunov, Tic-tac : accelerating a skateboard from rest without touching an external support, European Journal of Physics, vol. 31, pp. S25-S36, 2010.
  • E. C. Frederick et al., Biomechanics of skateboarding : Kinetics of the ollie, Journal of Applied Biomechanics, vol. 22, pp. 33-40, 2006.

Laisser un commentaire

Votre adresse ne sera pas publiée.

Vous pouvez utiliser les balises HTML suivantes : <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>