balle frappée par une raquette de tennis (et équivalent)

[invite0ce78c43]

Bonjour,

Quand on frappe une balle de tennis avec un mouvement classique, de translation rotation, on constate que la balle quitte la raquette avant qu'on ait fini le mouvement.

Comment est-ce possible au niveau de la physique, que la balle aille plus vite que l'objet utilisé pour lui donner de la vitesse ?

Au niveau énergétique, d'où vient l'énergie ?

(j'imagine que c'est peut être l'énergie élastique accumulée dans le cordage ?)

Que se passe t'il si on frappe une balle de tennis par une raquette indéformable ? Est ce que la balle ne pourra pas quitter la raquette avant qu'on ait fini le mouvement ?
Si oui, alors j'en conclus que toute élasticité différente de raquette aura une conséquence différence sur le départ de la balle de la raquette, donc qu'un joueur devrait se radapter à toute raquette très légèrement différente ? (en effet, si avec une raquette indéformable, la balle ne quittait pas la raquette avant la fin du mouvement, il y aurait un grand risque que la balle aille complétement à côté, puisque, souvent, on fait un mouvement circulaire)


merci
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[phys4]

Bonsoir,

Il faudrait vous imaginez à coté de la raquette : vous voyez la balle arriver sur la raquette, elle rebondit à cause du filet mais aussi à cause de son élasticité. Donc le résultat sera le même avec une raquette rigide.

La balle rebondit donc sur la raquette au même titre qu'elle rebondit sur le sol et donc la quitte juste après le choc.
L'énergie provient de la vitesse de la raquette, elle est prise sur l'inertie de cette dernière.

Considérons le cas d'une balle sans vitesse (cas du départ de service) la raquette arrive dessus à grande vitesse et la balle peut partir à presque deux fois la vitesse de la raquette : pour un observateur lié à la raquette c'est la balle qui arrive dessus à grande vitesse et repart dans le sens opposé à une vitesse presque égale. Par rapport au sol la vitesse est donc presque le double.
Au revoir.

[invite0ce78c43]

merci
c'est très intéressant.
Intéressons nous au départ à vitesse de la balle nulle (horizontalement).
Vous dites que lorsqu'on fait le service, c'est équivalent à un scénario ou la raquette serait à l'arrêt et la balle arriverait dessus et rembondirait dessus. OK Je comprends cela.

Est ce que j'en déduis que la balle part exactement deux fois plus vite que la raquette, à cause du changement de direction ?
Est ce que la balle peut partir à plus que 2 fois la vitesse de la raquette ?

[phys4]

Est ce que j'en déduis que la balle part exactement deux fois plus vite que la raquette, à cause du changement de direction ?
Est ce que la balle peut partir à plus que 2 fois la vitesse de la raquette ?

Deux fois est un maximum, car cela correspondrait à un rebond parfait, sans perte d'énergie lors du choc.
C'est donc obligatoirement un peu moins du double, et pas question d'atteindre, ni de dépasser le double de la vitesse de la raquette.
Cela suppose déjà que la masse de la balle est négligeable devant celle de la raquette.
Il y a un freinage immédiat de la raquette lors du choc.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0ce78c43]

ok super

merci pour l'explication

[phys4]

Merci, c'est sympa de réagir positivement. En récompense j'offre un petit calcul.

La raquette de masse M arrive sur la balle de masse m à la vitesse V1, après le choc la raquette à la vitesse V2 et la balle est lancée à la vitesse v.
La conservation d'impulsion nous indique que la vitesse de la balle correspond à
m*v = M(V1 - V2)
Pour en savoir plus nous allons supposer que le filet de la raquette et la balle sont de très bonnes qualités et qu'il n'y a pas de perte d'énergie alors :
m *v²/2 = M*( V1² - V2²)/2 = M *(V1 - V2)* (V1 + V2)/2

L'équation sur l'impulsion permet de simplifier car m *v /2 = M*(V1 - V2)/2
donc
v = (V1 + V2)
La vitesse de la balle est le double de la moyenne des vitesse de la raquette avant et après le choc.

[Jaunin]

Bonjour Petitesourisverte75,
Pour d'autres explications vous pouvez faire une recherche sur le forum.
Cordialement.
Jaunin__

Par exemple:
http://forums.futura-sciences.com/ph...-materiau.html

http://forums.futura-sciences.com/ph...9-dimpact.html

Pour l'exemple, on doit trouver aussi pour la balle de tennis.

http://www.google.ch/url?sa=t&rct=j&...1OpMrCejiWjyAw