Application de la physique au football : Analyse d'une "Panenka"
Ce chapitre examine en détail l'application des principes de physique à un tir de pénalty au football, spécifiquement la technique "Panenka". L'objectif est de déterminer si le tir réussira en utilisant les lois de la mécanique.
Définition: La "Panenka" est une technique de tir au football où le joueur frappe doucement le ballon en le faisant monter haut, visant à tromper le gardien de but.
Le problème est posé avec des données précises :
- Vitesse initiale du ballon : 11,5 m/s
- Angle de tir : 55° par rapport à l'horizontale
- Distance du point de pénalty au but : 11,0 m
- Hauteur de la barre transversale : 2,44 m
Highlight: L'analyse néglige les forces de frottement de l'air et la poussée d'Archimède pour simplifier le modèle.
L'approche méthodique comprend :
- Définition du système (le ballon) et du référentiel (terrestre supposé galiléen)
- Bilan des forces extérieures (uniquement le poids du ballon)
- Application de la 2ème loi de Newton
- Projection des équations sur les axes du repère
Exemple: La 2ème loi de Newton s'écrit ici : Σ F_ext = m × a, ce qui se réduit à P = m × g car seul le poids agit sur le ballon.
Les équations du mouvement sont ensuite développées, incluant les conditions initiales sur la vitesse et la position. L'intégration de l'accélération permet d'obtenir les équations de la vitesse, puis celles de la position.
Vocabulaire: L'intégration est le processus mathématique permettant de passer de l'accélération à la vitesse, puis de la vitesse à la position.
