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trajectoire d'une balle de tennis

Posté par
titicookies
17-02-08 à 16:29

bonjours j'ai un problème je ne comprend pas du tout un exercice que j'ai à faire:
mon cour ne m'aide pas du tout, je ne l'ai pas fait en cour encore , et le livre n'est pas du tout clair!
alors voila: un joueur de tennis situé au fond du cour tente de lober son adversaire se trouvant en face à une distance d de 2.00m derriere le filet. pour cela, il frappe la balle lorsqu'elle se trouve au point A à une distance D de 9.00 m  du filet et à une hauteur égale à 0.50m au dessus du sol. la balle part alors avec une vitesse Vo= 12.0m/s incliné d'un angle € de 60° avec l'horizontale, dans un plan perpendiculaire au filet.
les questions sont les suivantes pouvez m'expliquer la démarche à suivre afin de comprendre et de le résoudre.
1-a) établir, dans le repere (o,i,j) l'équation litérale de la trajectoire de la balle aprés le choc avec la raquette. (sur mon livre j'ai une équation de ce type, mais dans un repere (o,i,j,k) et je vois pas comment passer de l'une à l'autre, j'ai "z=...." et je crois qu'on veux "y=.....")
b) en utilisatnt les données numériques, écrire l'équation y(x). (j'ai pensé qu'il suffisait de replacé les valeur mais n'en suis pas certaine)
2-l'adversaire, lobé, saute en tenant la raquette verticalement et à bout de bras, elle se trouve a une hauteur de 2.50 m par rapport au sol. peut il intercepter la balle?
3-la balle peut elle retomber dans la surface du jeu, la ligne de fond du court étant à la distance L à 12.0m du filet?

je vous remercie d'avance car j'ai besoin qu'on m'éclaire un peu pour comprendre, merci et bonne fin de journée à tous..

Posté par
titicookies
schéma de la situation 17-02-08 à 20:02

voila le schéma de la situation sa peut peut  etre aider à comprendre, en tout cas perso ça ne m'a pas aidé!! merci si vous pouvez m'aider!!

schéma de la situation

Posté par
Coll Moderateur
re : trajectoire d'une balle de tennis 18-02-08 à 08:51

Bonjour,

Je découvre ton schéma au moment de mettre le mien... Va-t-il t'aider davantage ? Il est nettement moins joli, un peu plus "mathématique"...     

trajectoire d\'une balle de tennis

En rouge le filet
La balle part à 9 m du filet et d'une hauteur de 0,5 m
La vitesse au départ fait un angle de 60° avec l'horizontale

Quelle force agit sur la balle "en vol" ?
Quelle relation vectorielle peux-tu écrire ?
Quelles projections de cette relation sur les axes ?
Quelles équations pour décrire le mouvement ?

Posté par
J-P
re : trajectoire d'une balle de tennis 18-02-08 à 09:37

1) a)

En prenant l'origine des temps au moment où la balle est frappée.

Au départ, la composante horizontale de la vitesse da la balle est Vo.cos(alpha)
Au départ, la composante verticale de la vitesse de la balle est Vo.sin(alpha)

Si on néglige les frottements de la balle dans l'air:
Il n'y a aucune force qui agit horizontalement sur la balle --> la composante horizontale de la vitesse de la balle (notée Vh) reste constante pendant toute la trajectoire de la balle: Vh(t) =  Vo.cos(alpha)

Dans le sens vertical, le poids de la balle agit sur la balle et donc la composante verticale de la vitesse de la balle (notée Vh) sera : Vv(t) = Vo.sin(alpha) - gt

On a Vh(t) = dx(t)/dt et Vv(t) = dy(t)/dt

Par intégration, on trouve donc directement :

x(t) = xo + Vo.cos(alpha).t
y(t) = yo + Vo.sin(alpha).t - gt²/2

Et l'énoncé donne xo = 0 --> x(t) = Vo.cos(alpha).t
t = x/(Vo.cos(alpha))

y(t) = yo + Vo.sin(alpha).x/(Vo.cos(alpha)) - g[x/(Vo.cos(alpha))]²/2

y(t) = yo + x.tg(alpha) - x².g/(2.Vo².cos²(alpha))

C'est l'équation de la trajectoire de la balle (pour x > 0 et pour autant que y reste >=0 et que la balle ne cogne ni le filet ni l'adversaire).
-----
...

Sauf distraction.  

Posté par
titicookies
re : trajectoire d'une balle de tennis 18-02-08 à 11:02

merci beaucoup!! j'ai enfin compris, tous ces sin et cos ça m'embrouille!!
pour la 2 eme question il suffit simplement de remplacer par les valeur ce qu'il y a dans l'équation :y(t) = yo + x.tg(alpha) - x².g/(2.Vo².cos²(alpha))  ? car c'est ce que j'ai fait j'espere que c'est sa!!
merci beaucoup encore!

Posté par
Pauline29
explication 19-04-12 à 17:08

Bonjour je suis en Term S et il se trouve que j'ai exactement le même sujet en exercice maison et malgré les explications je ne comprend pas la démarche pour répondre à la deuxième question!! Si quelqu'un peut m'aider, je vous remercie!

Posté par
Coll Moderateur
re : trajectoire d'une balle de tennis 19-04-12 à 19:25

Bonjour,

Regarde la figure (18/02/2008 à 8h 51) en particulier la trajectoire (en noir) et le trait bleu...
Cela pour l'aspect "qualitatif" de la question.

Quant à l'aspect "quantitatif" tu as les équations et en particulier celle de la trajectoire...

D'accord ?

Posté par
Pauline29
re : trajectoire d'une balle de tennis 20-04-12 à 14:17

Heu... Oui je comprend a peu près le schéma mais ce que je n'arrive pas à determiner c'est comment on peut trouver une équation avec y(x) et des valeur numérique alors qu'avant on a trouver à la question précédente y(t).
Je suis vraiment désolé mais ce chapitre j'ai énormement de mal a le comprendre.

Posté par
Coll Moderateur
re : trajectoire d'une balle de tennis 20-04-12 à 14:20

Relis le message de J-P

Tu as d'une part la relation entre les hauteurs et le temps y(t)
mais tu as aussi la relation entre les abscisses et le temps x(t)

de cette dernière relation du peux déduire t en fonction de x
et remplacer cette expression de t dans y(t)

tu en déduis y(x)

Posté par
Pauline29
re : trajectoire d'une balle de tennis 20-04-12 à 14:24

D'accord!!! Merci beaucoup, ca m'éclaire déjà un peu plus bien que je n'en vois pas l'interet.
Merci a tout le monde pour votre rapidité et vos explications!!!

Posté par
J-P
re : trajectoire d'une balle de tennis 20-04-12 à 14:41

J'avais écrit l'équation de y(x) ...
Mais j'avais sottement été distrait et l'avait noté y(t) au lieu de y(x)

La fin de mon message aurait du être :

y(x) = yo + x.tg(alpha) - x².g/(2.Vo².cos²(alpha))




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