4 novembre 2015

Expérience de la balle de tennis

Nous avons observé une expérience filmée, dans laquelle une balle était éjectée parallèlement au sol à 100km/h dans un sens, à partir de l’arrière d’une voiture roulant à la même vitesse mais dans le sens inverse, puis on observait le mouvement de la balle. Que se passera-t-il ?  

 Au départ, nos avis étaient mitigés. Certains pensaient que la balle allait se diriger dans le sens contraire de la voiture, d'autres  pensaient qu'elle allait suivre la voiture et d'autres encore pensaient que la balle allait tomber au sol à l'emplacement dans l'espace où elle avait été tirée.

L’expérience prouvait que le mouvement de la balle, dans ces conditions, était de tomber droit vers le sol. On peut expliquer cela par le fait que les deux vecteurs, celui de la force de traction provoquant l’accélération vers l’avant de la voiture et celui vers l’arrière exercé par le lanceur automatique de balle, s'annulent, ayant la même norme et la même direction mais des sens opposés. Il ne reste plus alors que la force de gravité, celle qu’exerce le sol sur la balle, vers le bas.

La loi « derrière » ce phénomène est le principe d'inertie. Il peut être utilisé pour prévoir le type de mouvement dont est animé un corps. Si le bilan des forces montre que les forces exercées sur un corps s'annulent, alors il est possible d’en déduire soit l'immobilité soit le mouvement rectiligne uniforme du corps, comme dans l’expérience de la balle.

Le principe d'inertie fut énoncé par Isaac Newton : 
« Relativement à un référentiel galiléen (référentiel dans lequel le principe d'inertie est vérifié), tout corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui lui sont appliquées se compensent [et réciproquement] » (www.web-sciences.com)