Sujet grand oral en physique

« Bonjour je m’appelle Thibaut et aujourd’hui je vais vous parler d’un évènement qui a surpris tout le monde du football un jour de printemps 1997, à Lyon,où un footballeur brésilien, nommé Roberto Carlos, a trompé le gardien français Fabien Barthez avec un tir de trente huit mètres à la trajectoire incroyable où l’on voit nettement le ballon, frappé de face de l’extérieur du pied gauche, partir vers la droite du joueur pour fuir le but et effectuer une courbe superbe vers la gauche.

Malgré ce virage, la balle semble devoir manquer la cage mais sa trajectoire s’incurve brusquement et elle vient frapper le poteau puis rentrer dans le but.

Le gardien de l’équipe de France a à peine bouger.

Est-ce que le coup franc magistral de Roberto Carlos était-il un coup de chance ? Dans un premier temps Roberto Carlos qualifi son coup franc comme un coup de chance, il dit qu’il y aurait eu du vent au moment de sa frappe et que l’effet du vent aurait dévié la balle de sa trajectoire initial et que c’est pour cela qu’il a pu marquer ce magnifique but.

Une équipe de physicien s’est penché sur le sujet pour comprendre son effet et si il y avait une cause physique dans tout ça.

Alors dans une étude publiée dans le New Journal of Physics en 2010, Christophe Clanet a analysé la trajectoire du très surprenant coup franc zigzag de Roberto Carlos.

D’ailleurs il est originaire de Lavelanet comme Fabien Barthez, la victime de l’artilleur brésilien ce 3 juin 1997 à Gerland.

Il dit qu’on ne peut pas réellement savoir si il y avait du vent ce jour là. I.

Quelle est la génèse de cet article scientifique qui mentionne le coup franc de Roberto Carlos Christophe Claret travaillait de base sur les gilets par balles et comment stopper des billes dans des fluides tels que de la mousse et du polymère.

Il a observé que les billes avaient des trajectoires courbés.

Pour simplifier le problème en éliminant les problèmes de turbulences et de gravité, il a fait impacter ces billes dans de l’eau en faisant roulés la bille le long du fut d’un canon qu’ils ont pour la lancer.

Il observe que quand les billent rentrent dans l’eau, elles rentraient avec une rotation sur elle-même et qu’elles suivaient aussi une trajectoire courbée.

Cela leur a fait penser au coup franc de Roberto Carlos en 1997 et ils ont remarqué que n’importe quelle balle que l’on envoie dans un fluide comme l’eau ou l’air, dès lors qu’elles sont en rotation, elle va avoir une trajectoire en forme de spirale.

Un peu comme les coquilles d’escargot oùla courbure augmente lorsque vous allez de l’extérieur à l’intérieur . II.Mais pourquoi les trajectoires sont courbés lorsque la balle est en rotation -Déjà il faut savoir qu’autour de la balle en mouvement il y a une couche limite.

C’est une couche de très petite épaisseur qui est autour de la balle qui permet le raccordement entre la balle et le fluide.

Donc quand une balle se déplace, l’air au contact immédiat de la balle va être entraîner à la même vitesse que la balle mais l’air éloigner de la balle va rester à la même vitesse que l’air ambiant.

Alors le but de la couche limite va d’être de faire la transition entre ces 2 vitesses.

Cette transition va générer à l’intérieur de cette couche une différence de pression.

En se décollant de la balle la couche limite entraîne des turbulences dans l’air qui freine le déplacement de la balle. -Mais quand la balle se met à tourner sur elle même les choses se compliquent les points de décrochement de la couche limite se décalent.

Donc tout se résulte comme si le sillage de turbulence de l’air après le passage de la balle se déplaçait.

Alors en faisant un angle avec le déplacement de la balle la force générer par le sillage acquiert une composante perpendiculaire qu’on appelle la portance au déplacement de la balle.

C’est donc cette force qui dévie les trajectoires.

Toutes les balles donc peuvent généré de l’effet Magnus à condition que leur vitesse dépasse un certain seuil par rapport à leur profil aérodynamique.

C’est pourquoi il s’agit généralement des sports où la balle est frappé qui lui donne une vitesse plus grande quand étant lancé. -Quand la balle n’est pas en rotation il y a donc très peu de portance.

Au contraire si la balle tourne sur elle même la portance va donc être plus grande et cette portance c’est ce qu’on appelle l’effet Carlos comme le prénom du joueur Magnus Bernouli.

Sur tout les ballons en rotation il y.... »