Bonjour à tous,
Concernant ma question de grand oral, j'aimerai juste savoir si quelqu'un sait comment trouver ou pourrait me donner la valeur de la vitesse du fluide (de l'air) sur la photo.
Sachant que le ballon se dirige de gauche à droite avec une vitesse v=38m/s. Ensuite, je diminuerai ou augmenterai la vitesse car elle n'est pas la même des deux côtés du ballon du à la rotation du ballon sur lui même ! Merci !
Bonjour
Pour comprendre l'effet Magnus qu'illustre ton schéma, il faut avoir compris la relation de Bernoulli et cela n'est pas au programme de la plupart des terminales scientifiques.
Merci de votre réponse,
Alors justement nous l'avons vu, c'est un des dernier chapitre de l'année, mais donc j'ai la formule :
🔺P = 1/2 x Masse volumique x (v1^2 - v2^2) et je sais que v2 > v1 donc 🔺P est négatif et donc on a une dépression en v2 qui entraîne la balle vers la gauche (le haut sur la photo)
Mais mon problème c'est que je voudrai faire un exemple précis pour montrer clairement donc j'aurai besoin de la vitesse du fluide qui est l'air ? Est ce que je peux prendre par exemple 5,5 m/s et donc mettre v1 = 5m/s et v2 = 6m/s
Merci d'avance
La dynamique des fluides est une science particulièrement difficile sur le plan théorique. Ce n'est pas un hasard si le profil des ailes d'avions et des ponts est toujours étudié expérimentalement en soufflerie alors que l'homme a marché sur la lune depuis des décennies !
Le schéma que tu as fourni, associé à l'équation de Bernoulli, permet d'expliquer assez simplement pourquoi dans ce cas (effet coupé comme on dit au tennis) l'effet Magnus s'oppose au poids alors qu'il s'ajoute au poids dans le cas de l'effet lifté. Au delà...
En fait ici, le ballon se déplace de la droite vers la gauche (voir coup franc de Roberto Carlos sur internet) donc ne s'oppose pas vraiment au poids ? Et avez vous un plan à me proposer pour mon grand oral ?
L'étude des coup franc est plus complexe. En effet l'axe de rotation du ballon sur lui-même est oblique : le force de Magnus étant perpendiculaire à cet axe, la force de Magnus à deux composantes :
* une composante horizontale qui permet au ballon de contourner le mur pour finalement entrer dans le but ;
* une composante verticale descendante (et non montante) qui permet au ballon de ne pas monter trop haut pour ne pas passer au dessus de la barre transversale des buts malgré la vitesse initiale du ballon qui nécessairement possède une composante verticale ascendante.
Tu pourrais peut-être te limiter aux cas de la force de Magnus verticale, effet lifté et effet coupée et voir son influence sur la trajectoire mais aussi sur le rebond au sol. Cela concerne le football mais surtout le tennis et le golf...
Oui je vois mais je veux vraiment travailler sur ce coup franc, mais rester dans le niveau lycée, c'est à dire expliquer la dépression, le mouvement donc vers la pression la plus basse… mais je ne sais pas par quoi commencer etc,
et si je veux faire le calcul avec 🔺P = 1/2 x Mv x (v1^2 - v2^2)
Je peux prendre quelles valeurs de v1 et v2 pour rester cohérent svp ? Sachant que v2 > v1
En fait je n'arrive pas à savoir si la vitesse du fluide (flux bleues) peuvent être de l'ordre de 20km (5,5m/s) ou par exemple de meme que la vitesse du ballon (137km/h ~ 38m/s)
Avec fluide :
• 5,5m/s (v1 = 6 et v2 = 5) je trouve 🔺P = -7 donc une dépression de 7Pa
•38m/s (v1 = 41,8 et v2 = 34,2) je trouve 🔺P = -375Pa
En absence de vent, la vitesse du centre du ballon par rapport à la terre est égale à la vitesse du ballon par rapport à l'air. Dans un repère en translation par rapport au terrain dont l'origine est le centre du ballon, la vitesse du vent, avant et après la perturbation apportée par le ballon, est donc l'opposé de la vitesse du centre du ballon par rapport au terrain donc ici environ 38m/s.
Super merci, effectivement j'ai finaliser mon sujet ce matin avec ma prof,
Et donc en v2 j'ai v2 = V + wR avec w=88rad/s et R= 0,11m le rayon du ballon
Et en v1 j'ai v1= V + wR
Et donc : v2= 47.68 m/s et v1 = 28.32 m/s
Donc 🔺P = 1/2 x 1,3 x (28,32^2-47.68^2)
= -956Pa
Donc une dépression de 956Pa
Et dans l‘atmosphère la pression est de 10^5
Et 1000/100000 = 0,1 soit 1% on a une diminution de 1% de la pression de l'air qui n'est pas négligeable expliquant cette trajectoire
Tu peux éventuellement aussi calculer l'intensité de la force de Magnus et la comparer au poids. Il te faudra admettre la formule suivante :
FM=A..V
où A est une constante qui, pour un ballon de football à cette vitesse vaut sensiblement : A=5,6.10-3 kg
Ce que j'ai fait avant vous semble cohérent ?
Merci beaucoup pour l'idée et la formule !
Je trouve Fm = 18,72N et le poids = 0,450 x 9,81 = 4,41N donc la force de l'effet magnus est 4x plus grande que le poids sur le ballon
Super merci alors j'ai tout mon contenu qui me paraît cohérent puisque le tir a une vitesse de 137km/h avec Fm > Fg
Comment vous pensez que je peux organiser mon plan sachant que ma question est « comment l'effet de Magnus intervient-il dans un tir enveloppé au football »?
Passer brièvement sur la force gravitationnelle ? Négliger la force de traînée ? Expliquer l'effet Magnus ? Montrer la démarche personne -> dépression, 🔺P < 0… ? Conclure avec la baisse de pression atmosphérique, de la valeur de la force par rapport à la force gravitationnelle ?
Merci en tous cas pour toutes vos réponses rapides et pertinentes !
Quelques idées tout au plus.A toi ensuite de t'organiser en fonction des exigences de ton professeur.
Très important : s'aider de schémas très soignés et clairs.
Commencer par étudier qualitativement ce que serait la trajectoire du ballon en absence d'effet Magnus : impossibilité de marquer le but compte tenu de la présence du mur de joueurs.
Faire un deuxième schéma montrant la trajectoire réelle et bien sûr le vecteur force de Magnus. Faire un troisième schéma, "zoom" du second schéma sur le ballon, un peu comme celui de ton message du 27-05-22 à 16:19, montrant les lignes de courants d'air. C'est là que tu pourras placer l'interprétation théorique et les calculs.
Pour le 2eme schéma, je ferai quelque chose comme ça avec la droite rectiligne, sans effet et la courbe avec effet Magnus qui rentre dans le but
D'accord en précisant bien qu'il s'agit d'une vue de dessus, c'est à dire d'une représentation des projections des trajectoires dans un plan horizontal. Sans effet Magnus, par exemple, la trajectoire appartient à un plan vertical contenant le vecteur vitesse initial ; la trajectoire n'est pas une droite. Quel est l'intérêt de la courbe rose ?
Le schéma vient d'un TP réalisé en Prepa donc je ne sais pas sûrement un modele de physique ? Pour ma part je vais donc me contenter de la courbe avec l'effet Magnus et la courbe linéaire qui a donc pour vecteur directeur 0 qui sort de 4m du but
bonjour tandem00 est tu encore conncté ? car je veux faire mon sujet de grand oral sur le coup franc de robertos carlos , peut-tu m'envoyer ton script s'il te plait?
salut , est ce que tu as toujours ton sujet stp ?
je ne vois pas trop comment procéder ça pourrait beaucoup m'aider
Bonjour Tandem00, j'aimerai faire mon grand oral sur le coup franc de Roberto Carlos. Si tu as toujours ce que tu avais fait sur ce sujet, serait-il possible de me le partager ? Cela pourrait m'être d'une grande aide.
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