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Le poncif qui tombe à l'eau

Actualité du football
Écrit par Benamoch   
05-07-2008
Très belle balle en profondeur, l’attaquant court mais ne l’aura pas. La passe était trop longue et, sur cette pelouse humide, le ballon a accéléré !

Un ballon qui accélère parce qu’il a plu, voilà un commentaire que l’on entend très souvent dans les bouches des commentateurs et des spectateurs. L'herbe est humide, le ballon fuse et accélère. A force de répétition, cette jolie théorie est devenue un poncif et tout le monde semble penser qu’elle est juste. On est pourtant loin de toute vérité scientifique. Non, vous ne ferez pas d’économie d’essence en roulant sur route mouillée parce que votre voiture accélérera toute seule sur un revêtement humide.
 
 
arrosage.jpg

Prenons un ballon en mouvement qui ne tourne pas sur lui même. Sa trajectoire peut être représentée par deux composantes : sa trajectoire verticale qui définit sa hauteur par rapport au terrain et sa trajectoire horizontale, c'est-à-dire celle par rapport aux lignes du terrain (se rapproche-t-il de la ligne de but ou s’en éloigne-t-il ?). Il en va de même pour sa vitesse : il y a la vitesse avec laquelle il monte ou il descend (vitesse verticale) et la vitesse avec laquelle il se rapproche ou s’éloigne de la ligne de but, parallèlement au terrain (vitesse horizontale).
La seule qui nous intéresse dans le cas du comportement du ballon sur une pelouse humide est la deuxième, c'est-à-dire la vitesse horizontale du ballon. Cette vitesse évolue selon l’accélération horizontale du ballon.


Arrosage pelouse


Lorsque le ballon entre en contact avec le sol, il y a frottement entre l’herbe et le ballon. Ces frottements diminuent la vitesse horizontale du ballon. Pour vous en convaincre, passez votre main sur une table. Vous ressentez que la table vous empêche d’avancer votre main librement, les frottements avec la table la ralentissent. Vous ressentez aussi une chaleur sous vos doigts. En effet, une partie de l’énergie que possède votre main pour avancer est transformée par le contact avec la table en énergie de chaleur. Cette transformation d’énergie cinétique (de Kinetikos, mouvement, en grec) en chaleur est à la base du ralentissement de votre main. Il en va de même avec le ballon contre l’herbe, une partie de l’énergie qui lui sert à avancer est transformée en chaleur et sa vitesse horizontale diminue, il ralentit.

Versez maintenant de l’eau sur votre table et passez votre main sur la flaque. Vous sentez que votre main est moins ralentie qu’avant. De plus, elle chauffe moins. Il y a moins d’énergie cinétique transformée en chaleur, le ralentissement est donc plus faible. Donc, lorsque un ballon touche une pelouse humide, les frottements sont moins forts, il est moins ralenti que sur une pelouse sèche. Le phénomène est le même pour un véhicule sur une route mouillée. Lorsque ce véhicule freine, il part en aquaplaning et met plus de temps à s’arrêter que sur l’asphalte sec. Seulement, il s’arrête, plus tard certes, mais il s’arrête. Preuve qu’il est ralenti et le ballon sur une pelouse humide l’est de la même façon. Donc, une pelouse humide n’accélère pas le ballon mais elle le ralentit moins. Le ballon va plus vite, après le rebond, sur une pelouse humide que sur une pelouse sèche mais il ne va pas plus vite après le rebond qu’avant. Il est donc complètement faux de dire qu’un ballon accélère parce que la pelouse est humide, il ralentit moins c’est tout. Le jeu est donc bien plus rapide sur une pelouse arrosée (tel un repas de famille qui passe toujours plus vite s'il est arrosé) mais jamais au grand jamais, une balle n’accélère au contact de la pelouse. Pour qu'elle accélère, il faudrait qu'il y ait une force qui lui soit soumise, de l'énergie apportée. Hors, l’herbe n'est pas munie de petit bras musclés permettant ceci (de toute façon, l'arbitre sifflerait main, si tel était le cas).

Une autre conséquence d’un terrain humidifié, la trajectoire de la balle. En effet, le rebond n’est pas le même sur une pelouse mouillée que sur le sec, il est moins haut, la balle rebondit plus à plat.

La vitesse, comme nous l’avons vu auparavant est représentable par deux composantes. La composante verticale est identique dans les deux cas (pelouse sèche ou humide, on suit s’il vous plait) tant que la pelouse n'est pas gorgée d'eau. Lâché verticalement, un ballon rebondira aussi haut quelle que soit l’état d’humidité raisonnable de l’herbe. Cependant, on a vu que la vitesse horizontale serait plus grande après rebond sur une pelouse humide que si elle est sèche.
Ajoutons les deux composantes pour représenter la vitesse de progression de la balle et donc la direction de la trajectoire. La flèche représentant la vitesse (voir schéma ci dessous) pointe moins vers le haut après rebond sur un terrain mouillé parce que la flèche de la vitesse verticale étant plus longue (car la vitesse plus grande), elle « tire » cette flèche vers le bas.


Rebond, Bordeaux, Pelouse arrosée


Une vitesse plus grande et un rebond plus plat, voilà ce qui trompe le footballeur sur une pelouse humide. Ce n'est pas une accélération physiquement impossible et pourtant souvent impliquée par le joueur et le commentateur.




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Commentaires
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Cech  - Intéressant   |05-07-2008 11:23:38
Merci Ben.
Je dormirais moins con ce soir, ce qui n'est pas du
luxe.
Scapulaire23     |05-07-2008 12:51:03
Pas mal du tout cet article, je vois qu'ils y en a qui ont bien
suivis leur cours de mécanique appliquée.lol
pierre   |05-07-2008 18:25:42
a quand la fin de votre bilan de la saison? il manque toujours le
bilan de l'attaque !!!!!
tias   |05-07-2008 21:53:28
C'est pour mardi !
pierre   |05-07-2008 22:33:27
okey c'est cool je suis fan ^^
j'adore ce que vous faites
Bonne
continuation
question   |06-07-2008 02:26:14
je n'y connais rien en physique mais j'aurais une démonstration
par l'absurde pour montrer ce phénomène: si le ballon accélérait
après son rebond, alors en lançant un ballon à l'horizontale vers
le sol, il finirait par atteindre la stratosphère après plusieurs
rebonds, ce qui ne se produit pas, donc le ballon n'accélère pas.
Qu'est-ce que vous en pensez?
matou   |06-07-2008 11:00:45
tu as ta place dans notre équipe de chercheurs des grands
mystères de la science.
Téo  - ah ouai??   |07-07-2008 00:59:53
Vous nous prenez pour des cons ou quoi?
Ju   |07-07-2008 02:26:35
Mmmh, je suis tout à fait d'accord avec vous sur le résultat,
mais permettez-moi d'émettre un doute sur la démonstration... Ne
s'agit-il pas simplement de pesanteur et de différence de
résistance entre l'eau et l'air, qui par conséquent modifie la
cinétique???
sneak  - Ouaip Téo   |08-07-2008 16:03:43
Oui tout à fait, on s'est réuni et on a statué sur ton cas : on
te prend bine pour un con.

Les autres, non.
chewie   |08-07-2008 18:04:49
Négliger la rotation propre du ballon n'est elle pas une
approximation trop importante pour être négligeable dans un tel
cas ?

Les effets de lift tendent à accélérer (dans sa
composante horizontale) le ballon, cet effet ne peut il être
accentué par une pelouse humide ?
Benamoch   |09-07-2008 07:37:45
Au contraire.
Oui, les effets de lift accélèrent une balle
lorsqu'elle touche le sol. La rotation s'appuie sur les
frottements avec le sol pour accélérer la balle.
Faites tourner
comme une roue un ballon sur une table, le ballon avancera parce
que vous le faites tourner. Faites la même chose sur de la glace
(où il y a peu de frottements), le ballon avancera moins vite, il
glissera sur la glace en partie.
Comme une pelouse humide crée
moins de frottement, l'effet de lift sera moindre que sur une
pelouse sèche.
El Desdichado   |09-07-2008 14:24:13
y'a des mesures qui ont été faites pour corroborer cette
démonstration ? Toutes scientifique soit-elle, et dans son
ensemble elle se tient, elle mérite simplement d'être vérifiée
par la mesure. Einstein ne disait-il pas à peu près ceci :
"si vous avez vérifié vos calculs théorique plusieurs fois,
que vous êtes certains de votre conclusion et que
l'expérimentation montre le contraire, n'en déduisez pas que
c'est la nature qui s'est trompée".
Il manque juste dans le
raisonnement la prise en compte des propriétés élastiques de la
terre et de l'herbe qui elles peuvent agir comme un petit bras
musclé et amplifier une énergie, tel le trampoline qui envoie le
gymnaste bien plus haut que sa détente ne devrait le lui
permettre, tel le tamis de la raquette qui renvoie la balle bien
plus vite que la simple vitesse de rotation du bras du joueur ou
tel le noyau de la balle de golf se déplaçant dans son enveloppe
et la propulsant bien plus vite que ne devrait le lui permettre
l'énergie cinétique transmise par le club.
Même si je suis
néanmoins convaincu qu'effectivement la balle n'accélère pas mais
elle ralentit moins, c'est à dire qu'elle accélère moins
lentement que sur un gazon sec.

non mais.
tias   |09-07-2008 14:25:12
Il est fort not' scientifique, hein !
Benamoch   |09-07-2008 16:08:57
Si l'herbe avait un effet élastique non négligeable, un ballon
lâché verticalement rebondirait plus haut que d'où il a été
lâche. Ce qui n'est pas le cas.
L'expérience (et les mesures)
prouve donc que ton hypothèse ne se tient pas :Einstein:.
I never finish anyth   |09-07-2008 23:24:33
c'est le problème des d'jeuns, un esprit trop étriqué pour
raisonner en plus de deux dimensions :mr-rulaiz: et pour nier ce
qu'ils observent pourtant :drogue:
Niko  - Euuuuuh...   |12-07-2008 13:59:03
Y'a inversion des 2 composantes de la vitesse sur le dernier
schéma me semble-t-il...
SAï  - Euuuuuh bis   |16-07-2008 10:02:20
Je confirme pour les composantes inversées.

Sinon je me
permettrai 2 petites remarques :

1 - vous affirmez que les
composantes verticales sont identiques (cas sec et humide) en
vous basant sur l'hypothèse de départ d'une vitesse horizontale
nulle (cas du lâcher vertical), ce qui n'est pas notre cas de
figure.
Le ballon est lâché avec un certain angle et
"fuse" sur l'herbe mouillée, donc il est possible que
dans ce cas, la résultante verticale sur terrain humide soit
moindre que sur terrain sec (comme vous l'avez dessiné d'ailleurs
à l'insu de votre plein gré), et soit même responsable de
l'abaissement de l'angle de la trajectoire post-rebond.

2 -
vous affirmez que "l'accélération est physiquement
impossible" : c'est inexact dans le cas particulier d'un
ballon "lifté" : il y aura bel et bien accélération du
ballon au 1er rebond (qui transformera l'énergie de la rotation
en vitesse en gros), surtout sur terrain sec d'ailleurs (car
davantage de "grip").

Et si vous n'êtes pas d'accord,
on règle ça aux pénos ;-)
SAï  - la fin   |16-07-2008 10:07:47
... surtout sur terrain sec d'ailleurs (car davantage de
"grip").
Benamoch   |17-07-2008 08:09:28
Tout d'abord, effectivement pour l'inversion des composantes. Mes
confuses a ce sujet.

Ensuite :
1- Je n'arrive pas à saisir
le rapport entre l'angle d'arrivée du ballon, l'herbe mouillée et
la composante verticale.
Effectivement, sur herbe mouillée, la
composante verticale est surement un peu plus faible du fait de
l'amortissement plus grand du terrain à cause de l'eau. A
l'extrême, le ballon ne rebondit même plus si une flaque d'eau
s'est formée. Mais j'ai fait une petite approximation à ce sujet
pour simplifier le propos puisqu'il s'agit avant tout de
vulgarisation scientifique et non d'une démonstration en tout
point rigoureuse. Expliquer, faire ressentir plutôt que de
démontrer.
Malgré tout, j'ai pris le soin de me mettre dans des
conditions où cette approximation est possible puisque que j'ai
parlé de pelouse humide non gorgée d'eau. :)

2- Tout à fait
juste ce point. Cependant, j'ai précisé que je considérais un
ballon qui ne tournait pas sur lui même. Ainsi, pas d'effet lift,
coupé ou slicé.
Cette approximation a d'ailleurs déjà été
discutée dans la discussion de l'article.

En conclusion,
j'affirme que cet article contient des approximations.
Mai s pas
d'erreurs (sauf le schéma, effectivement).
Il s'agit d'un
article de vulgarisation, d'explication aux non scientifique pas
de démonstration aux plus scientifiques d'entre nous. J'ai donc
pris soin de simplifier mon propos par des approximations légères
tout en conservant une rigueur scientifique nécessaire sur ces
approximations.
Benamoch   |17-07-2008 08:16:45
(suite)
J'ai donc précisé que je considérais que le ballon ne
tournait pas sur lui même afin de centrer mon propos sur ce que
je souhaitais expliquer, sans l'alourdir. Ainsi, pas d'effet
slicé, lifté ou autre.
Cette approximation a d'ailleurs déjà été
discutée dans les commentaires et j'y ai dit la même chose que
vous.

J'affirme que cet article contient des
approximations.
Mai s pas d'erreurs (sauf sur le schéma).
Il
s'agit de vulgarisation scientifique pour expliquer à tout le
monde et non pour démontrer aux plus scientifiques d'entre nous.
Je me suis donc permis des approximations scientifiques tout en
prenant soin de garder la rigueur nécessaire.
ZarcoBx   |23-07-2008 11:08:44
Est-ce que ça change quelque chose pour les frappes de
l'extérieur du pied quand les chaussures sont humides ?

Non
parcequ'avec des chaussures bien cirées, c'est ptet mieux.

Des
chaussures propres pour des frappes pures et des pures frappes.
bok  - proposition de sujet   |23-07-2008 12:40:42
dans la lignée des poncifs incohérents vous pourriez vous occuper
maintenant du grand classique: "Si c'était dedans, c'était
pareil".
à moins que vous ne m'expliquiez le sens caché
dans la rubrique "Petit lexique à l'intention du
supporter".
enfin bon moi j'en dis que soit il y a but soit
il n'y a pas but.

en tout cas continuez comme ça je me marre
bien à chaque article.
tias   |23-07-2008 16:24:02
Merci bok, ça fait plaisir ce genre de commentaire.
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