Vitesse d'une balle de Tennis au rebond

[invitedb1bf4bc]

Bonjour à tous
Je voudrais vous soumettre un problème qui a été dimanche aprés-midi la cause d'une violentre dispute avec mon gendre :
Est il possible qu'une balle de tennis, meme liftée prenne de la vitesse apres son rebond sur le court?
A mon avis je ne crois pas, tout au plus peut elle changer de trajectoire, ceci en vertu de l'équation de base E=1/2MV².
Au moment du rebond une partie de l'energie emmagasinée dans la balle est transmise au sol donc apres le rebond la balle a une energie plus faible . Sa masse n'ayant pas changé, sa vitesse a donc diminué. C'est mon raisonnement de base.

Si quelqu'un se sent assez costaud pour confirmer (ou infirmer) mon propos, je suis interressé.
Je ne cherche pas un débat oui/non, mais plutot une demonstration mathematique qui ne pourrait etre contestée. J'avoue que mon BAC remonte a 1971 et je ne suis plus de taille.

Merci à tous ceux qui veulent bien s'interresser à ce problème.
-----

[invite986312212]

dans l'énergie de la balle, il y a une part qui est due à sa rotation. Ce n'est pas impossible a priori que la vitesse de rotation diminue au profit de la vitesse d'ensemble, en tout cas ça ne viole pas de loi de conservation.

[invite29a482b9]

oui, c'est le but du lift : mettre la balle en rotation pour qu'elle "accélère" au moment de l'impact avec le sol, comme le dit ambrosio

gendre 15 - kriss 0

[invitedb1bf4bc]

J'ai pensé à cela , mais ce n'est pas trés scientifique comme démonstration.
D'autant que la vitesse de rotation de la balle va diminuer elle aussi au moment du rebond car une partie de l'énergie cinetique due à cette rotation va elle aussi etre transmise au sol au moment de l'impact.
Dans tout ceci je néglige évidemment la résistance de l'air et la poussée d'Archimède, ainsi que la perte d'energie sous forme de chaleur au moment du rebond.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Cendres]

Il n'y a pas aussi un effet d'aplatissement de la trajectoire, lorsqu'une balle est liftée? Cela pourrait s'ajouter à une accélération...

Attention aux violentes disputes, quand on s'appelle Kriss ( = poignard traditionnel malais).

[invitedb1bf4bc]

Je viens de trouver une reponse qui va dans mon sens . Voici le lien :

http://www.staps.uhp-nancy.fr/docs_p...nis_effets.pdf

[invite786a6ab6]

Intéressant ce lien ! Visiblement la balle perd plus ou moins de vitesse mais elle en perd toujours. Je pense aussi que la nature du sol joue beaucoup ; la terre battue à la réputation d'être "lente" alors que le gazon est rapide.

[invitedb1bf4bc]

La terre battue a la réputation d'etre lente car le rebond, à cause de la durete du sol provoque un rebond plus haut que le gazon où la balle aura tendance a fuser, donc une rebond moins haut.

[invite29a482b9]

bon bin finalement, le score n'est peut être pas celui annoncé.

en effet, le lien est vraiment intéressant... merci !

[invitee4428b08]

Je pense que vous oubliez certaines forces. Lorsque la balle rebondit, des forces supplémentaires s'exerçent sur la balle, par exemple la réaction.

[invitebd2b1648]

Salut !

Moi je pense qu'il y a une histoire d'angle d'incidence au niveau de la trajectoire et du sens de rotation du lift !

Cordialement

[invitee4428b08]

Les lois de la réflexion établies par Descartes peuvent s'appliquer, même pour un mouvement de balle. Dans ce cas, i1 = i2.

[invitebd2b1648]

Bah dans le cas d'un lift avec une certaine vitesse de rotation et un sens plus ou moins défini et une déformation probable de la balle, je ne pense pas ...

[invitee4428b08]

Il y'a tellement de paramètres qu'il faut mettre en jeu que je n'ose entrer dans les calculs. Non seulement il faudrait prendre en compte les forces qui permettraient ce rebondissement (réaction, friction) mais aussi prendre compte de l'énergie cinétique. Mais après tout, je vais vous exposer mes calculs et vous jugerez par vous même.

[invite4c512d8f]

Bonjour,
Les frottements que subit la balle sont très importants, en effet, du moins sur terre battue, elle glisse un peu avant de rebondir (le temps de s'aplatir et de reprendre sa forme), d'où la forme ovale de la trace laissée sur le court. Donc une grosse perte d'énergie cinétique. La perte de vitesse est en partie compensée par la transformation d'énergie de rotation en énergie de translation, mais lors d'un coup normal (en situation de jeu) la balle est tout de même ralentie.

[vilveq]

Je pense que la vitesse de la balle en direction de joueur adverse est plus grande parce que il y lift.

Prend elle balle, lance la perpendiculairement par rapport au sol. Elle va rebondir devant toi avec une vitesse vers toi nul.

Maintennat, en la laissant tomber devant toi, imprime lui une rotation, elle va soir venir vers toi soit te fuir apres le rebond. Il y a bien mouvement de rotation sur elle meme convertit en deplacement.

[invitedb1bf4bc]

Je pense que la vitesse de la balle en direction de joueur adverse est plus grande parce que il y lift.

Prend elle balle, lance la perpendiculairement par rapport au sol. Elle va rebondir devant toi avec une vitesse vers toi nul.

Maintennat, en la laissant tomber devant toi, imprime lui une rotation, elle va soir venir vers toi soit te fuir apres le rebond. Il y a bien mouvement de rotation sur elle meme convertit en deplacement.

Ce que tu dis est en grande partie faux:
Si tu lance la balle (ou si tu la laisses tomber) perpendiculairement au sol, elle aura une vitesse nulle a 2 moments seulement:
Quand elle touchera le sol et quand elle aura atteint son point le plus haut , et ceci a chaque rebond.
La vitesse etant egale a la derivée du deplacement en fonction du temps elle s'annule a chaque changement de direction. D'autre part si tu lances la balle sans lui donner d'effet, sa trajectoire sera parabolique et a chaque rebond l'amplitude de cette parabole diminuera pour s'annuler et la balle sera immobile sur le sol a ce moment.

Le fait qu'il y ait lift provoque a coup sur une modification de la trajectoire au rebond, mais la vitesse de la balle est grandement influencée par la perte d'énergie a ce moment la, que ce soit l'énergie due au lancer proprement dit ou celle due au lift qui met la balle en rotation. La perte d'energie (y compris sur une balle liftée) sera d'autant plus importante que la force du lancer sera importante, d'où des frottements et une deformation de la balle augmentés en consequence.

[invite6f9dc52a]

Bonsoir,
Vous pouvez essayer au tennis de table (bon, les surfaces ne sont pas identiques, mais ça peut donner une idée); en faisant un mouvement "coupé" (autrement dit un lift arrière), la balle repart dans l'autre sens, c.a.d. qu'elle anule sa vitesse horizontale et en reprend une de sens différent.

[JPL]

Je voudrais vous soumettre un problème qui a été dimanche aprés-midi la cause d'une violentre dispute avec mon gendre

Rien ne justifie une violente dispute avec son gendre !

[invitedb1bf4bc]

Rien ne justifie une violente dispute avec son gendre !

Rien ne DEVRAIT JUSTIFIER une violente dispute avec son gendre .

[invitedb1bf4bc]

Voici ce que j'ai trouvé sur Wikipedia (mot cle Tennis) :

Le jeu à plat ne correspond pas à un effet à proprement parler, mais il demeure très utilisé sur toutes les surfaces. Une balle frappée à plat va passer assez près du filet. C'est l'effet qui offre le plus de puissance, car la trajectoire de la balle est assez rectiligne. Les frappes à plat sont neutres au niveau de la vitesse après le rebond, celle-ci diminuant en moyenne de 50%, contre 25% pour le lift et 75% pour une balle coupée. Les frappes à plat sont utilisées en attaque comme en défense, et permettent la plupart du temps à un joueur en position d'attaque de terminer le point. Les balles à plat sont celles que l'on retrouve le plus sur les surfaces rapides qui favorisent un tennis d'attaque, où la puissance des joueurs peut s'exprimer le mieux.

Cela correspond exactement au premier lien que j'ai cité dans cette discussion.

[invite06fcc10b]

Bonjour,

.... la vitesse après le rebond, celle-ci diminuant en moyenne de 50%, contre 25% pour le lift et 75% pour une balle coupée.

Certes, si on considère la norme du vecteur vitesse 1 cm avant le rebond et la norme du vecteur vitesse 1 cm après, il doit y avoir freinage.
Toutefois, en tennis, il est connu qu'un lift permet d'augmenter la vitesse de la balle après le rebond. Mais il s'agit dans ce cas de la vitesse horizontale, vitesse qui est autrement plus pertinente pour le choix de placement du joueur que celui de la vitesse au ras du sol juste avant le rebond.

A+,
Argyre

[invitee4428b08]

Je me permet rapidement une petite remarque :
Les sources wikipédia peuvent être douteuses.

[invite786a6ab6]

Et puis le phénomènes mis en jeu dans ces rebonds sont extrèmement complexes : frottements, glissements, déformations, ... On ne peut que dégager des tendances sur le comportement de la balle. On peut aussi admirer les joueurs de haut niveau qui, intuitivement, savent résoudre ce problème en une fraction de seconde !

[invitedb1bf4bc]

Je me permet rapidement une petite remarque :
Les sources wikipédia peuvent être douteuses.

C'est exact. Par contre le premier lien que j'ai cité provient de l'université de Nancy. Wikipédia donne la même réponse, c'est tout.

[invitef34185c4]

Bonjour,
aucune démonstration mathématique, juste un raisonnement logique pour ma part.

Tes liens indiquent que dans la majorité des cas, une balle liftée perd de la vitesse au premier rebond.
Le 25% doit être une moyenne observée ou prise à la louche.
Comparé à une balle sans effet (qui perd 50%), elle parait donc plus rapide, effet renforcé par la trajectoire aplatie, mais ne prend pas de vitesse par rapport à sa vitesse initiale.

Mais ta question est de savoir s'il est possible qu'une balle liftée prenne de la vitesse au premier rebond.
Dans ce cas, on peut probablement répondre oui, et si on parle bien de vitesse horizontale.

Si on prend comme critère la vitesse horizontale initiale et la vitesse de rotation de la surface de la balle, (sans compter la nature de la surface, l'angle d'impact et l'écrasement de la balle), on peut intuitivement répondre par l'affirmative.
Il faut simplement que la vitesse de rotation soit supérieur à la vitesse de déplacement.
C'est ce que voulait démontrer je ne sais plus qui avec la balle de ping pong ou encore la balle que l'on lache verticalement avec un effet pour la faire rebondir horisontalement.
Sa vitesse horizontale augmente au premier rebond, puis réduit au fur et à mesure évidement.

Il faut donc avoir un effet de lift d'autant plus important que la vitesse initiale horizantale l'est pour que la balle prenne de la vitesse.

Donc pour ma part il est possible théoriquement de voir (ha ha) une balle accélérer horizontalement, au premier rebond en tout cas, un poil, trois fois rien, ça doit être une prise de vitesse vraiment minime, d'autant moins que la vitesse initiale est rapide.

Aprés est-ce que les conditions nécessaires à cette accelération peuvent être réunie sur un court de tennis ?
Sachant que pour bien lifter une balle, et donc lui donner une vitesse de rotation imprtante, il faut lui mettre un bon bourre pif qui lui même augementera sa vitesse de déplacement horizontale... C'est, intuitivement, peu probable.

Kriss : 15
Gendre : 15

Serrez-vous la main et n'en parlons plus.

[inviteaefe4c90]

C'est exact. Par contre le premier lien que j'ai cité provient de l'université de Nancy. Wikipédia donne la même réponse, c'est tout.

Bonjour,

Je suis d`accord avec kriss en générale, pour qu`une balle de tennis soit plus rapide après rebond, il faudrait qu`il y ait premièrement une rotation vers l`avant plus grande que la vitesse de déplacement horizontale de la balle de façon a ce qu`une fois au contact du sol elle accelère le déplacement.

En plus la différence de vitesse entre celle de rotation vers l`avant et celle du déplacement horizontale doit être suffisante pour compenser la perte d`énergie absorbé au contact du sol.

En plus pour ajouter a cette difficulté il faudrait que le joueur de tennis arrive à donner une force suffisante tangente à la balle le plus horizontalement possible pour qu`elle ait une rotation a l`avant ce qui diminuerait la force investit pour la mettre en mouvement horizontale.

En générale la motion de frappe de joueur de tennis n`est pas favorable à mette une vitesse de rotation vers l`avant mes plustôt vers l`arrière et angulaire, c-à-d, faisant changer de direction au contact de l`air et du sol, ce qui contribue encore une fois a diminuer la vitesse car provoque plus de friction au niveau du sol et de l`air... etc

Je ne suis pas d`accord par contre avec les chiffres du site car me paraissent trop élevée, en effet selon c`est chiffres il y aurait une très grande différence entre la vitesse avant l`impact au sol et après l`impact au sol, ce qui ferait en sorte qu `il serait pratiquement impossible pour le joueur de juger de l`arriver de la balle pour une contre attaque...intuitivement

voilà j`espère ne pas m`avoir gourrer

Kriss Gagne a cause de son Bac

[invite6f9dc52a]

Je suis d`accord avec kriss en générale, pour qu`une balle de tennis soit plus rapide après rebond, il faudrait qu`il y ait premièrement une rotation vers l`avant plus grande que la vitesse de déplacement horizontale de la balle de façon a ce qu`une fois au contact du sol elle accelère le déplacement.

Je dirais qu'il faut que la rotation donne une énergie (cinétique) qui soit simplement supérieure a la perte d'énergie due au rebond.
(les vitesses s'additionnent, les frottements et autres joyeusetés sont soustraits)

En plus la différence de vitesse entre celle de rotation vers l`avant et celle du déplacement horizontale doit être suffisante pour compenser la perte d`énergie absorbé au contact du sol.

Et accélérer en plus (je l'aurais pas dit comme ça mais il me semble que c'est ça).

En plus pour ajouter a cette difficulté il faudrait que le joueur de tennis arrive à donner une force suffisante tangente à la balle le plus horizontalement possible pour qu`elle ait une rotation a l`avant ce qui diminuerait la force investit pour la mettre en mouvement horizontale.

Aucune importance, meme si il envoie la balle a 2 a l'heure, on veut juste savoir si elle peut rebondir un peu plus vite.

En générale la motion de frappe de joueur de tennis n`est pas favorable à mette une vitesse de rotation vers l`avant mes plustôt vers l`arrière et angulaire, c-à-d, faisant changer de direction au contact de l`air et du sol, ce qui contribue encore une fois a diminuer la vitesse car provoque plus de friction au niveau du sol et de l`air... etc

Oui mais , ils sont balaises ces joueurs et au prix du coup de raquette, il pourraient nous faire ce qu'on demande ...

Je ne suis pas d`accord par contre avec les chiffres du site car me paraissent trop élevée, en effet selon c`est chiffres il y aurait une très grande différence entre la vitesse avant l`impact au sol et après l`impact au sol, ce qui ferait en sorte qu `il serait pratiquement impossible pour le joueur de juger de l`arriver de la balle pour une contre attaque...intuitivement

Je suppose "quand meme" que se sont des vitesses mesurées, horizontales ?

[invitefc0b0fc4]

Bonsoir,

Et oui, c'est moi ....... le gendre !

Tout d'abord un petit tour sur ce site, pas très scientifique, mais tellement vrai.

http://la-technique-du-tennis.com/co...lifteintro.htm

Ensuite, il faut rajouter que des joueurs comme Nadal ou Féderer impriment un lift énorme, la vitesse de rotation de la balle est ..... !!!

Alors oui la vitesse de la balle est plus grande après le rebond que juste avant !

Enfin, j'ai une certaine expérience de ce sport !

Bon je suis quand même désolé pour ce week-end, et m'excuse encore une fois ! D'autre part un "petit bonhomme" aimerait bien voir son grand-père .

Bonsoir

PS: je ne changerais pas d'avis sur la balle de tennis !

[invitedb1bf4bc]

Voici ce que j'ai trouvé sur Wikipedia (mot cle Tennis) :

Le jeu à plat ne correspond pas à un effet à proprement parler, mais il demeure très utilisé sur toutes les surfaces. Une balle frappée à plat va passer assez près du filet. C'est l'effet qui offre le plus de puissance, car la trajectoire de la balle est assez rectiligne. Les frappes à plat sont neutres au niveau de la vitesse après le rebond, celle-ci diminuant en moyenne de 50%, contre 25% pour le lift et 75% pour une balle coupée. Les frappes à plat sont utilisées en attaque comme en défense, et permettent la plupart du temps à un joueur en position d'attaque de terminer le point. Les balles à plat sont celles que l'on retrouve le plus sur les surfaces rapides qui favorisent un tennis d'attaque, où la puissance des joueurs peut s'exprimer le mieux.

.

Je pense avoir trouvé d'où viennent les 50% de freinage sur une balle frappée à plat. La réponse se trouve dans ...... les règlements du tennis !!!

En effet il est dit dans l'article concernant les balles , que une balle lachée d'une hauteur de 254cm sur un sol en béton (donc dur et homogène) doit, pour être homologuée, rebondir à une hauteur comprise entre 134.62cm et 147.32cm, ce qui nous donne un coefficient de restitution de la balle "k" compris entre 0.53 et 0.58.

En clair une balle de masse m animée d'une vitesse V possède une quantité de mouvement Q=mV. Cette quantité de mouvement apres le rebond se partage entre le sol et la balle en fonction de "k" et devient (pour la balle) Q₁=mV₁
Comme Q₁= kQ, cela nous donne V₁= kV . k étant compris entre 0.53 et 0.58 et le sol n'étant pas parfait (donc avec un coeff de restitution <1) on trouve une valeur qui est trés voisine des 0.5 donc de 50%.

Reste à démontrer la validité des chiffres 25% et 75%

A bientôt pour de nouvelles aventures