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Droit au but!
Contribution: The Franklin Institute
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Experiment Category: 
mathématiques
sciences physiques
Objectif: 

Expérimenter avec les angles afin de déterminer la trajectoire des balles.

Matériel requis: 
  • Un mur et une grande surface dure en béton à l'extérieur (une porte de garage et une allée)
  • Une raquette de tennis
  • Une balle de tennis
  • Un mètre
  • 5 feuilles de papier
  • Ruban masque
  • Marqueur
  • Un chronomètre (facultatif)
Marche à suivre et observation: 

Fabriques des cibles avec du papier et des marqueurs et identifie-les de 1 à 5. Colle les cibles sur le mur, en t'assurant qu'elles sont à un peu plus d'un mètre du sol (la hauteur d'un filet de tennis). Colle une cible dans la partie supérieure et une autre juste au-dessus du «filet», les deux autres à gauche et à droite du centre. Avec ta raquette et ta balle en main, place-toi à environ 2,4 m du mur. Fais rebondir la balle sur le sol et frappe-la à l'aide de la raquette. Entraîne-toi un peu puis tente de toucher les cibles. Comment dois-tu placer ta raquette pour toucher les cibles? Recule de quelques pas et essaie de nouveau. Est-ce plus facile ou plus difficile d'atteindre les cibles? En reculant, dois-tu changer la position de ta raquette? Avance de quelques pas et essaie de nouveau. Est-ce plus facile ou plus difficile d'atteindre les cibles? En avançant, dois-tu changer la position de ta raquette? Calcule combien de cibles tu peux viser en 30 secondes. En 15 secondes. Si tu n'as pas de montre, compte le nombre de coups réussis avant de rater une cible.

Résultats: 

La physique joue un rôle important au tennis, qu'importe ton niveau d'adresse. Cette expérience démontre comment l'angle de la raquette modifie la trajectoire de la balle au fur et à mesure que tu atteins les cibles. La trajectoire représente le parcours de la balle une fois qu'elle quitte la raquette. Elle décrit une courbe qui s'apparente à celle décrite lors du lancée d'une balle de baseball. Le truc est de trouver la courbure désirée pour atteindre la cible. L'angle vertical de la raquette est le degré d'ouverture du tamis de la raquette; un angle plat consiste à placer le tamis de la raquette parallèle au mur tandis qu'un angle de 90º consiste à le placer parallèle au sol. Un coup à angle fermé ne produira aucune courbe et sera droit. En augmentant l'angle, la courbe de la trajectoire est plus prononcée, ce qui te permet de toucher des cibles plus hautes.

Conseils aux parents et aux enseignants: 

Une façon de compléter cette activité consiste à discuter comment la vitesse d'une balle peut aussi déterminer la trajectoire. En général, plus vous augmentez la force de frappe d'une balle, plus elle ira loin. Vous pouvez réduire la distance en augmentant l'angle vertical de la raquette (l'arc de la balle sera plus prononcé) tout en frappant à la même vitesse.