L'analyse de la roucoulette
Grâce à l’atelier scientifique du lycée, nous avons analysé 2 tirs d’un handballeur, Corentin Guillard. Un tir droit et une roucoulette.
Vidéo du tir droit
Pendant le tir droit, le ballon n’effectue pas de rotations.
Le système d’étude est un ballon de handball taille 3 (pour les catégories de -17ans et plus)
On se situe dans un référentiel terrestre, considéré galiléen, sur un terrain de handball. On est dans un plan (yôz)
Lors de cette étude, on néglige la force de frottement ainsi que la poussée d’Archimède
Ci-dessous, la schématisation du ballon et des forces mises en jeu.
Après chronophotographie, nous avons obtenu 2 courbes: x en fonction de t (temps) et y en fonction de t (temps):
Pour x: pour faire varier x en fonction du temps, il faut dériver la droite: on a donc v(x)=dx/dt.
Ensuite, pour connaître la variation de la vitesse, il faut dériver une nouvelle fois: ax=dv(x)/dt
Pour y: pour faire varier y en fonction du temps, il faut dériver la droite: on a donc v(y)=dy/dt.
Ensuite, pour connaître la variation de la vitesse , il faut dériver une nouvelle fois: ay=dv(y)/dt
m/s²
Vidéo roucoulette
Pendant la roucoulette, le ballon tourne, l’effet magnus est mis en jeu.
L’effet magnus permet d’expliquer les effets de balle dans le sport. C’est un élément de rotation qui va se déplacer dans un fluide (l’air). La rotation de la balle a pour effet de dévier l’écoulement de l’air.
le système d’étude est un ballon de handball taille 3
Le référentiel terrestre, considéré galiléen, est le terrain de handball. On est en 3D, repère:(ox; oy; oz)
Sachant que l'effet Magnus dépend de la vitesse et de sa vitesse de rotation.
Ci-dessous, la schématisation des forces mises en jeu:
De plus, comme le vecteur accélération a 3 composantes (selon ox, oy, oz), on montre que le mouvement est en 3 dimensions alors que pour le tir droit est en 2 dimensions.
Après chronophotographie, nous avons obtenu 2 courbes: x en fonction de t (temps) et y en fonction de t (temps):
On obtient deux droites pour X (en rouge) sous la forme a*t+b
On obtient 2 paraboles pour Y (en bleu) de la forme ½ *a*t² + b*t + c
Nous étions obligées de décomposer le mouvement: avant le rebond puis après.
Ce sont les mêmes calculs que pour un tir droit:
Pour x: pour faire varier x en fonction du temps, il faut dériver la droite: on a donc v(x)=dx/dt.
Ensuite, pour connaître la variation de la vitesse, il faut dériver une nouvelle fois: ax=dv(x)/dt
Pour y: pour faire varier y en fonction du temps, il faut dériver la droite: on a donc v(y)=dy/dt.
Ensuite, pour connaître la variation de la vitesse , il faut dériver une nouvelle fois: ay=dv(y)/dt
Pour conclure, on a vérifié par nos expériences que la roucoulette met en jeu de nouvelles forces et que c'est pour cela que les résultats de l'accélération de pesanteur sont différents.