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trajectoire d'une boule sur un plan



  1. #1
    Cochi

    trajectoire d'une boule sur un plan


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    Bonjour ,

    Dans le cadre de mon TIPE je dois déterminer la trajectoire d'une boule de bowling imprimer d'un effet mais je ne sais pas exactement comment m'y prendre , il semblerait que ce soit de la mécanique du solide mais ce n'est pas vraiment mon domaine...merci d'avance pour vos propositions.

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  2. #2
    purpletrain

    Re : trajectoire d'une boule sur un plan

    Bonjour, si tu veux dire "déterminé par calcul" houla, c'est pas simple.
    Pour résumé : la boule comporte un noyau avec une masse légèrement désaxée, cette boule est lancée en lui imprimant une rotation latérale.
    La piste est en bois ou synthétique, vernie, et huilée sur environ ses 2 tiers de longueur, et il y a beaucoup d'huile au centre et peu au bord (pour faire simple).
    La boule est lancée en biais (vers le bord droit pour un droitier), elle glisse de façon rectiligne tant quelle est sur de l'huile (environ 38 pieds), (du centre vers la 8ème latte environ)
    pendant cette phase aucun axe de la boule ne change d'inclinaison, puis la boule arrive sur la partie de piste sans huile de 38 à 60 pieds, et là la coque de la boule entre en friction avec la piste et la masse désaxée entraine la boule vers le centre des quilles (17ème latte, c'est la poche des quilles 1 et 3) pour faire le strike.
    Donc, la trajectoire est pratiquement rectiligne et en biais pendant 38 pieds, et décrit une courbe vers la poche (17ème latte) sur la zone restante.
    Suis-je clair?

  3. #3
    Cochi

    Re : trajectoire d'une boule sur un plan

    Désolé de vous répondre si tard , je pense avoir compris ce que vous me dites , pour ma part j'ai déterminer la vitesse de la boule lorsqu'elle arête de glissée , idéalement cela ce produirait au bout des 38 pieds .
    Par contre je vois pas comment déterminer la trajectoire de la boule avec l'effet qu'on lui imprègne...

  4. #4
    purpletrain

    Thumbs up Re : trajectoire d'une boule sur un plan

    Bonjour Cochi,
    Un joueur peut envoyer une boule de 18 à 35 Km/h environ, la moyenne efficace se situant vers 24 Km/h.
    La boule lancée à 24Km/h avec rotation parcours les 38 pieds huilés sans aucune modification de trajectoire, puisqu'elle glisse totalement sur la piste, (partant de l'hypothèse que la piste est huilée de façon uniforme, soit environ 60 unités d'huile partout, l'unité d'huile faisant environ 18µ d'épaisseur) et que le coefficient de frottement est quasiment nul.
    Quand la boule arrive sur la partie sèche de la piste, le coefficient de friction augmente rapidement et très fortement pour se rapprocher de 1, quand il arrive à 1 la boule roule vers les quilles avec l'angle qu'elle à pris avec la précession (phase de progression du noyau vers l'équilibre)
    Dans les hypothèses il faut imposer que la boule a encore de la réserve de bascule quand elle arrive sur la zone sèche, et qu'elle ne tournera pas sur elle même sur une zone pleine d'huile.
    Explication : Le noyau est sur le coté lors du lancé, et lors de la friction sur la piste, il va provoquer un changement d'axe de rotation de la boule (c'est la précession) et la boule va décrire une courbe sur la piste. Pendant cette précession à chaque tour la boule frotte sur la piste avec un basculement est elle "ramasse" un peu d'huile.
    Si on considère dans les hypothèses que la boule est une boule de professionnel neuve ayant une forte réaction, on peut associer la courbe à une portion ellipse, déviation de plus en plus forte, puis inversement, cette déviation pouvant être de 10 à 20 lattes selon la boule, le joueur, la vitesse, la piste, le perçage, l'hydrométrie, le huilage, et j'en oublie.
    En d'autres termes, sans une définition très précise des hypothèses de calcul, ce problème est insoluble par le calcul.
    Même les fabricants de boules doivent faire des tests de trajectoires en modifiant les perçages, les huilages, les joueurs, pour définir les caractéristiques d'une boule.
    Celui qui t'a posé ce problème savait qu'il est impossible de calculer quoi que ce soit, hormis l'énergie cinétique d'un lancé, et le moment quadratique maximum potentiel de chaque boule.
    Suis-je clair ?

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Cochi

    Re : trajectoire d'une boule sur un plan

    Bonjour.
    Vous êtes très clair et je vous en remercie , cependant en connaissant les conditions initiales(vitesse de lancer , vitesse de rotation , ect..) , on ma proposé une démarche qui me semble cohérente avec la résolution de mon problème .
    Voici le lien : http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post3030117 votre avis la dessus m'intéresse.

  7. #6
    purpletrain

    Cool Re : trajectoire d'une boule sur un plan

    Bonjour cochi,
    Haaa, ouai !
    Bon ok, on prend le problème de façon théorique pure, en prenant comme hypothèse de calcul que :
    - La piste a une surface et un coefficient de frottement uniforme et connus sur toute sa longueur et sa largeur, et il n'y a pas d'huile, ou pas beaucoup.
    - La boule a une matière dont le coefficient de frottement, l'équilibrage sont connus.
    Tout cela est parfaitement faux en réalité, mais bon, pour l'exercice admettons.
    Par contre, pour arrêter une boule en lui imprimant une rotation inverse à sa translation, il faut une piste sans huile, et une vitesse Vo très très faible, sinon le moment cinétique entraîne la boule en roule quand le coefficient de frottement passe à 1.
    Dans ces conditions, le calcul avec rotation ne change rien, pas d'élément nouveau, puisque le coefficient de frottement passe à 1 suivant la même règle de calcul, seule la trajectoire à changée, l'angle se calcul pendant la phase de précession.
    Tout cela n'est qu'un jeu mathématique qui ne représente rien pour moi, en temps qu'entraîneur de Bowling et compétiteur, et pourtant j'ai fait le CNAM en mécanique des solides!
    Par contre, si l'un d'entre vous sait comment faire les calculs de trajectoires, de réaction de la boule, dans les conditions réelles d'utilisation, il est quasiment sûr d'être embauché immédiatement chez l'un des fabricants de boule, avec un salaire somptueux à la clé.
    A méditer !

  8. #7
    Cochi

    Re : trajectoire d'une boule sur un plan

    Bonjour purpletrain .

    Etant assez calé sur ce domaine je me demandais si vous connaissiez le coefficient de frottement dynamique du milieu de la piste et si vous avez une idée de la vitesse angulaire à donnée à la boule afin que aille ce logé entre les quilles 1 et 3 pour un droitier . Merci d'avance .

  9. #8
    Cochi

    Re : trajectoire d'une boule sur un plan

    Je me demandai aussi si la distance entre 2 quilles est plus grande que la taille de la boule .

  10. #9
    purpletrain

    Re : trajectoire d'une boule sur un plan

    Je me demandai aussi si la distance entre 2 quilles est plus grande que la taille de la boule
    Non, la distance à l'axe entre 2 quilles est de 5,5 lattes (5,5x2.54mm) en vue de face depuis la zone d'approche, les quilles formant un triangle équilatéral, et la boule fait 21.6cm de diamètre pour un poids de 6 à 16 livres.
    je me demandais si vous connaissiez le coefficient de frottement dynamique du milieu de la piste
    Proche de zéro sur une piste huilée (condition de compétition) sur 38 pieds, tant que la boule ne sort pas de cette zone, puis proche 1 après 38 pieds, la "glisse" est réduite rapidement sur 4 à 5 rotations, puis l'axe de la boule se stabilise et le coefficient est de 1.
    si vous avez une idée de la vitesse angulaire à donnée à la boule afin que aille ce logé entre les quilles 1 et 3 pour un droitier
    L'angle idéale est de 45° par rapport à la piste et horizontal, en vue de dessus, piste verticale, quilles en haut, l'axe traverse la boule de en bas à gauche à en haut à droite à 45°. La boule est lancée de la partie gauche de la piste, passe environ vers la flèche centrale, monte vers la 7ème latte (théorique pour un huilage de 38 pieds), sort de la zone huilée et revient vers la poche 1-3.

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