Vitesse pour annuler un effet (Question math ou physique) - Page 3

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Mardi 08 Décembre 2009 14:14

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Mardi 08 Décembre 2009 14:42

J'étais en 1ère S aussi il y a 3 ans, et la je suis en 2e année d'école d'ingénieur en mécanique, si tu veux savoir (je ne dis pas ça pour te prendre de haut, juste pour te dire que moi aussi je sais quand même de quoi je parle).

Vu qu'on intervient sur la trajectoire en lui opposant un mouvement et une force, non on ne s'en fout pas... Imagine il y a tellement d'effet rétro que la balle commence à "faire demi-tour". Ca change tout non ?


Si tu veux appliquer une formule exacte en simplifiant quelques hypothèses, utilise Somme des forces appliquées = Masse x Accélération
Vu la complexité des forces qu'il y a (force d'inertie d'entrainement de la balle, force de la raquette, poids de la balle etc...), et sachant qu'elles sont très difficile à quantifier (à quelle vitesse tourne un service de Ma Lin en rad/s ? et un service de NC ? )

Mais si en Première S tu arrives à prendre tous les paramètres en compte, en te dépatouiller de toutes ces équations, je te tire mon chapeau...

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Mardi 08 Décembre 2009 18:48

par tomcr58 c'était pas non plus pour te prendre de haut! J'ai répondu juste pour dire que j'ai pas forcement un haut niveau scientifique (même si ça se corse un peu). Les forces d'inertie on en vire quelques unes parce que c'est trop compliqué (la Terre tourne sur elle-même autour du Soleil c'est de celle-là que je parle). On est dans un référentiel terrestre galiléen. Ah ouais donc on a la moitié de réponse alors. Vous voulez que la balle elle traverse combien de mètres? sachant qu'une table fait 1m52 de long si je ne me trompe pas donc pour traverser une demi table ça fait 75cm (dans le cas où la balle arrive juste derrière le filet) donc on peut dire 1m20. Quoique c'est sûrement une variable dans l'équation? Je pense. Je vais rechercher.
PS: Merci pour l'exemple de la pomme de Newton ça me fait penser à mon cours yann
Et je ne sais pas faire une conversion en nœuds.

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Mardi 08 Décembre 2009 19:08

Je savais pas qu'il y avait des gens plus dingue que moi en physique. Enfin même si je suis qu'en 1re c'est chaud, un goeland frappé par un hélicoptère= la vitesse de la balle pour stopper l'effet. fascinant ! C'est le moment de parler en new tonne, maitre, non ?
Sinon tomcr moi aussi j'aimerais bien faire une école d'ingé en méca si tu pouvais me donné ton ressenti (mp ou msn) ce serait sympa.

PS: Paix au goeland et à l'hélico

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Mardi 08 Décembre 2009 20:43

lariri77 je t'ai envoyé un mp

Pour revenir une seconde au problème, vu que la masse de la balle est de 2g, on peut rien se permettre de négliger vu comment la trajectoire est influençable, c'est pour ça que c'est la grosse merde à calculer...

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Mardi 08 Décembre 2009 21:33

Ah oui j'avais vu un truc du genre "Plus la masse d'un corps est faible plus le vecteur force est important par rapport à un corps de grande masse recevant ce même vecteur!" C'est très mal dit mais j'ai déjà vu ça quelque part!

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Mardi 08 Décembre 2009 22:53

Flavien, la longueur d'une table de ping est de 2,74 m. (Et la largeur de 1,525 m)
Un mille marin (NM : Nautical Mile) vaut 1852 mètres.
Donc le rapport avec des km est légèrement inférieur à 2. Ce qui permet de voir instantanément que 11,xx km ne peut pas faire 4,xx NM puisque 11 est supérieur à 2 * 4. Je t'accorde que sans connaitre la valeur du mille nautique cela ne pouvait pas te sauter aux yeux.
D'ailleurs j'ai écrit une boulette dans les unités de mon message précédent : des km/h égaux à des NM, hum hum Au lieu de NM qui est une unité de distance, il faut lire Kt (Knots) qui est une unité de vitesse.

Petite anecdote : en vérifiant la longueur de la table dans les règles du jeu de la FFTT, j'ai vu que le graphique des dimensions de la table est à l'envers.
Voir page 6 du document PDF à cette adresse : http://www.fftt.com/administratif/regles_du_jeu_09-10.pdf

D'accord avec tomcr58, on ne peut pas négliger certaines forces comme la résistance de l'air (frottements) qui influe beaucoup sur un projectile ayant une masse de 2 g pour un diamètre de 40 mm et qui se déplace rapidement. De plus, comme la balle est en rotation cela implique de prendre en compte l'effet Magnus... etc.
J'en arrive à mon premier message : "ce calcul est loin d'être trivial car il demande des connaissances pointues en Balistique".
Voilà, la boucle est bouclée.

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Mercredi 09 Décembre 2009 14:06

Désolé je suis légèrement largué pour les dimensions de la table (c'est un demi-côté 1,525m) xD! Mais je vais arriver à trouver quelque chose. On a la moitié du mystère sans les frottement de l'air. Maintenant la balle a l'effet annulé et elle tombe direct au sol d'après le calcul si j'ai bien compris. Donc il y a plus que le poids.... Maintenant faut repartir du fait qu'on a une balle en l'air qu'on doit frapper et qui n'a aucune vitesse et aucune rotation et que la poussée d'Archimède de l'air intervient (c'est bien comme ça qu'on l'appelle?) ...

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Mercredi 09 Décembre 2009 21:47

Flavien je vais prendre quelques minutes pour te répondre un peu plus sérieusement, car tu m'as bien fait marrer. J'ai pas un gros niveau en mécanique, mais suffisant pour t'expliquer à quel point le problème est impossible à écrire en une simple équation.

Un référentiel galiléen, c'est un référentiel dans lequel un objet qui ne subit aucune force a une trajectoire en translation rectiligne uniforme ou immobile. Quand tu dis que ta salle de ping pong est un référentiel galiléen, la quasi seule chose que tu négliges, c'est l'effet de la rotation de la terre, c'est pas si simple à piger, mais bref.

Ton équation P+R+V=0 ne veut rien dire. Tout ce qu'on apprend en première et terminale S, c'est somme des forces = 0 pour un système en équilibre, et somme des forces = masse * accélération. On peut écrire cette équation sur le système { balle } :
avant l'impact, quelles forces s'appliquent sur ta balle ? Eh beh son poids, c'est tout, t'en déduit en terminale S que ma=mg et donc que ta balle elle chute vers le bas en forme de parabole. Par pitié, vérifie tes unités bordel, P+R+V=0 ça fait mal.

Mais en vrai, la balle de ping pong de part sa masse faible subit des forces de frottement avec l'air qui font que ta balle ralentit au cours de sa trajectoire, exemple : quand tu veux envoyer la balle à 200 mètres, tu pourras claquer de toutes tes forces, tu y arriveras pas. Comme quoi, l'influence des frottements avec l'air n'est pas du tout, du tout négligeable dans notre sport.
Pour ne pas se compliquer plus que ça la vie, je propose de résoudre le problème dans le vide intersidéral, genre comme si tu voulais faire du ping sur la station Mir : pas emmerdé par le poids, ni par les frottements de l'air.

Ce qu'on appelle la ballistique, c'est l'étude de problèmes comme ça, la trajectoire d'une balle, ou plutôt d'un obus, une fois envoyé dans une certaine direction à une certaine vitesse, où va-t-il attérir, en prenant en compte l'effet de la rotation de la terre, des frottements de l'air ... C'est extrêmement complexe, mais grâce aux progrès de nos chercheurs, on arrive à envoyer des obus à 3000 km sur une cible à 10 mètres près ! Perso c'est pas un domaine de recherche qui m'excite, mais bon c'est un autre débat.

C'est là que ça commence à se compliquer un peu : depuis le début, tu considères ta balle comme un point car c'est tout ce que tu sais faire : de la mécanique du point. Ce que tu appelles R, la vitesse angulaire de la balle, c'est quoi, une force ? Une vitesse ? Ce que tu apprends au lycée, tes histoires de vitesse angulaire, ça concerne la vitesse d'un point quand il tourne autour d'un autre point, on dit qu'il tourne à 5 tours par seconde, ou 1 tour par an pour la terre. Là, tu confonds la trajectoire d'un point et le fait que la balle tourne sur elle même, rien à voir. Tout ça pour dire que ton équation, c'est un concentré de conneries que même Baudelaire et Einstein réunis n'auraient pas imaginés. Tout le monde en dit des conneries au lycée, y a pas de souci, enfin en fait si tu dis vraiment nimp mais bon. Passons.

Seul souci : depuis le début, on n'a pas parlé de la raquette ! Bah oui c'est bien gentil d'étudier la trajectoire de la balle, mais finalement, le point crucial, le fait que ta balle qui se ballade tranquillou de manière galiléenne dans l'espace, donc tout droit, c'est qu'il va y avoir un contact, donc une nouvelle force qui va s'appliquer sur ta balle. En fait, la théorie du contact, c'est un domaine à part entière dans le monde de la mécanique : comment définir la force ou les forces qu'il va y avoir sur ton système ? Imagine un peu ce qui se passe entre le revêtement qui se déforme, le frottement de la balle contre le revêtement ... Pose toi déjà la question : quand la raquette est immobile, et que la balle arrive perpendiculaire à la raquette, avec une rotation de x tours par seconde, avec quel angle elle repart ?
Au niveau bac + 2, si tu t'intéresses à ça, et si tu apprends à dire moins de conneries, tu apprendras à modéliser un contact entre un point et un plaque parfaitement plane, complètement indéformable, et complètement glissante c'est à dire pas de frottement possible entre la balle et la raquette. Avec ces hypothèses ton problème est ultra simplifié, et pourtant je te jure que c'est hyper complexe. Mais là, pour modéliser un revêtement de ping, la déformation du revêtement lors de l'impact, les frottements ... c'est un problème qui demande de poser des hypothèses très complexes bien au dessus du niveau de n'importe quelle école d'ingénieur de toute la france, et qui atterissent sur des équations impossibles à résoudre, donc à des solutions approchées par un ordinateur avec des logiciels d'éléments finis, et là je pense que seuls quelques chercheurs pointus dans le domaine peuvent prétendre piger quelque chose.
Après, ce que je dis là, je suis pas sûr de grand chose, ça serait cool qu'un gars qui touche un peu corrige les conneries que je viens de dire.

Par contre, si depuis le début, tu bluffes à écrire que des conneries, alors t'es vraiment le meilleur.

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Mercredi 09 Décembre 2009 22:13

Bassine étanche je te réponds en plusieurs points:
-Un référentiel galiléen c'est un référentiel qui respecte la première loi de Newton. Ici j'ai considéré ça pour simplifier;
-Un référentiel n'a rien à voir avec une trajectoire. La trajectoire peut être circulaire dans un référentiel galiléen;
-Et dans un référentiel galiléen on peut subir plusieurs forces;
-J'avais oublié qu'une masse faible subissait plus de force (non négligeable). Donc c'est vrai c'est faux mon équation;
-En revanche mon équation veut dire quelque chose dans le cas que j'ai décrit si on était dans le vide (dis moi si je me trompe mais dans le vide il n'y a pas de pression atmosphérique) car j'ai regardé les unités avant que j'utilisais;
- C'est ce qu'on appelle une projection sur un graph pour modéliser les forces;
-Je sais c'est hyper compliquer mais bon ... ;
-Une vitesse angulaire c'est une force;

Merci pour tes quelques corrections du problème de mon raisonnement même si Yann me l'a fait remarquer. Je suis un peu parti vite dans ma "fougue"!

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Jeudi 10 Décembre 2009 00:18

Bassine étanche sort du bois...
Premier message sérieux que je lis. Et quel message !

Quelques précisions :
La balistique (avec un seul L, vient du mot baliste et non balle) est la science qui étudie le mouvement des projectiles. Elle se divise en 3 sous-catégories :
- la balistique interne (ou intérieure) étudie ce qui se passe à l'intérieur des armes à feu lors du tir ("cela ne nous regarde pas !" ).
- la balistique externe (ou extérieure) étudie la mécanique du vol du projectile.
- la balistique terminale étudie ce qui se produit lorsque le projectile frappe sa cible (la raquette dans notre cas).

J'ai quelques notions en balistique externe (la plus simple des 3) et je rejoins bassine étanche sur son dernier paragraphe.

J'allais oublier : la principale force dont tu te passes en prenant un référentiel galiléen est la Force de Coriolis. Mais comme celle-ci est négligeable sur des distances inférieures au km, elle n'a aucune influence, au ping, sur quelques mètres.

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Jeudi 10 Décembre 2009 14:05

J'ai rarement vu un topic aussi compliqué

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Jeudi 10 Décembre 2009 15:19

c'est du ping ça ?

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Jeudi 10 Décembre 2009 18:53

C'est parce que vous n'avez pas lu celui-là : http://tennis-de-table.com/forums/sujet-32430-1.html