Balles et ballons

    Dures ou molles, lisses ou rugueuses, de taille, de forme et de composition variable ; mais avec une seule fonction : le jeu et le sport. De quoi s’agit-il ?
    Des balles et ballons naturellement. Nous examinerons ces objets volants  avec le regard du mécanicien des fluides, en nous appuyant sur des observations de terrain et des expériences de recherche.

    Tous les objets qui se déplacent dans un fluide (eau, air) sont soumis à une force de freinage (la traînée), et à une force transverse à la vitesse (la portance, par référence à l’aile d’avion). C’est naturellement le cas de cette aile bien particulière qu’est une balle.  La compréhension de ces forces demande une petite exploration des effets de la viscosité et de la turbulence qui s’appuiera sur des images qui sont un outil de recherche et d’enseignement irremplaçable comme nous nous sommes efforcés de le montrer dans « Ce que disent les fluides ».

    Mais la balle a un mouvement propre et nous entraîne dans la physique des objets qui tournent.
C’est ce jeu combiné de ces forces que s’efforcera de maîtriser le sportif à la main, au pied ou une raquette qui lui permettra d’ajuster les caractéristiques cinématiques de sa trajectoire jusqu’à son rebond.

    Mais la nature de la balle, sa forme, son état de surface (lisse ou rugueux) sont des paramètres essentiels et dont le rôle n’est souvent pas intuitif.
Les objets de forme non sphériques, du ballon de rugby au boomerang ont été beaucoup moins étudiés, me semble-t-il, et ils seront évoqués.

    Le cas des balles qui roulent et pour lesquelles on rencontre des effets de  roulement, de frottement et de collisions, comme celle du billard ou de la pétanque, pourra faire l’objet de discussions. Mais ressortent-ils bien de la physique du sport ?