Calcul de la dissipation d'énergie lors du contact balle-revêtement (tennis de table)

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pingpong38
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Calcul de la dissipation d'énergie lors du contact balle-revêtement (tennis de table)

Message par pingpong38 » jeu. nov. 30, 2017 10:51 am

Bonjour à tous,
Pour une étude sur les revêtements de tennis de table dans le cadre de mon TIPE, je cherche lors d'un lâcher de la balle sur le revêtement à expliquer pourquoi la hauteur après rebond est plus faible que la hauteur initiale.
J'ai donc compris après modélisation du revêtement par un système ressort-amortisseur que cette dissipation d'énergie venait de l'amortisseur mais je trouve peu d'informations à ce sujet..
C'est pourquoi j'ai besoin de vous et de savoir si quelqu'un s'y connait un minimum dans ce domaine la?

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Hibiscus
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Re: Calcul de la dissipation d'énergie lors du contact balle-revêtement (tennis de table)

Message par Hibiscus » jeu. nov. 30, 2017 12:53 pm

pingpong38 a écrit :
jeu. nov. 30, 2017 10:51 am
pourquoi la hauteur après rebond est plus faible que la hauteur initiale.
Euh, ça c'est vrai dans 99% des situations réelles, pour une balle lâchée.. N'importe quel système sur lequel tu envoies de l'énergie en prend un peu, et redonne le reste à la balle. En physique, on considère parfois des chocs parfaitement élastiques, qui conservent donc l' énergie cinétique, du fait de l'absence de dissipation et la quantité de mouvement en tant que système isolé.
Tout ce que tu as a faire c'est dire qu'une partie de l'énergie de la balle va dans la paroi au moment du choc, donc sa hauteur après rebond est moins importante. Après, si tu veux être plus précis, tu dis que c'est un ressort, et à ce moment là, la portion d'énergie cinétique de la balle qui est absorbée correspond à l'énergie qu'il faut donner à un ressort pour le comprimer..
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fakbill
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Re: Calcul de la dissipation d'énergie lors du contact balle-revêtement (tennis de table)

Message par fakbill » jeu. nov. 30, 2017 10:39 pm

Bah oui rien n'est parfait donc oui la balle s'écrase un peu puis reprend sa forme mais il y a un peu d'énergie méca qui part en chaleur dans le processus. Prends une balle de tennis, frappe la bien de nombreuses fois et constate qu'elle chauffe (bon après...sont ce les frottements sur la raquette ou lors des chocs...surement un peu des deux).

Si tu modélises ton matériau comme étant parfaitement linéaire, alors tu auras zéro de pertes et donc tu ne captureras pas cet effet. Il te faut un modèle élément finis des déformations (ou analytique, ça existe si c'est une géométrie toute simple) mais qui soit dissipatif.
J'ai mis qlqs gros mots dans tout ça pour que tu ailles regarder un peu ce que c'est :)
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pingpong38
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Re: Calcul de la dissipation d'énergie lors du contact balle-revêtement (tennis de table)

Message par pingpong38 » dim. déc. 03, 2017 6:12 pm

Bonjour,
merci pour ces réponses rapides et j'aurais alors quelques interrogations par rapport à ce que vous me disez:
D'abord
Hibiscus a écrit :
jeu. nov. 30, 2017 12:53 pm
Tout ce que tu as a faire c'est dire qu'une partie de l'énergie de la balle va dans la paroi au moment du choc, donc sa hauteur après rebond est moins importante. Après, si tu veux être plus précis, tu dis que c'est un ressort, et à ce moment là, la portion d'énergie cinétique de la balle qui est absorbée correspond à l'énergie qu'il faut donner à un ressort pour le comprimer..
Justement c'est ce que j'aimerais faire mais quelles formules utiliser pour arriver à trouver un résultat montrant bien cette perte lors de cette compression du système "ressort amortisseur"?

Ensuite:
fakbill a écrit :
jeu. nov. 30, 2017 10:39 pm
Il te faut un modèle élément finis des déformations (ou analytique, ça existe si c'est une géométrie toute simple) mais qui soit dissipatif.
J'étais déja aller voir ce modèle élément finis mais je ne sais pas quel logiciel utiliser et si c'est vraiment adapter pour mon niveau actuel (seconde année de CPGE)? J'ai donc quelques interrogations sur cela...

Merci d'avance pour vos réponses :)

Hogdush
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Re: Calcul de la dissipation d'énergie lors du contact balle-revêtement (tennis de table)

Message par Hogdush » dim. déc. 03, 2017 11:47 pm

Salut ! Tu peux aller voir la théorie des chocs. C'est l'application du théorème du moment cinétique aux chocs. C'est assez simple comme première modélisation et donne des résultats proches de la réalité sans utiliser d'éléments finis. Si ta balle ne rebondit pas cela dépend du type de choc(choc mou ou choc dur) et donc si le coefficient de restitution vaut 1 ou est compris entre 0 et 1(1 exclus)
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Re: Calcul de la dissipation d'énergie lors du contact balle-revêtement (tennis de table)

Message par Ewind » dim. déc. 03, 2017 11:55 pm

Après t'as une manière assez simple de le voir, qui met touts les détails ( et la physique exacte) sous le tapis:

On note \( E_n \) l'énergie juste avant le n-ième choc, et on pose une loi du type :
\( E_{n+1} = \alpha E_n \)
Et tu peux accéder a \( \alpha \) en laissant ta balle rebondir et regarder le temps entre deux rebond pour accéder a \( \alpha \) .
https://fr.wikipedia.org/wiki/Coefficie ... estitution
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fakbill
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Re: Calcul de la dissipation d'énergie lors du contact balle-revêtement (tennis de table)

Message par fakbill » lun. déc. 04, 2017 12:12 pm

Bah elements finis oui c'est un peu chaud mais, si tu prends une sphere, tu peux probablement avoir un modèle plus ou moins analytique du genre : il y a cette surface qui se déforme de tant pendant le choc et ça dissipe tant en chaleur quand on déforme une petite surface dS de tant...ça peut marcher...je parie qu'il existe des modèles.
Après...il va falloir corréler ça a la réalité et ce n'est pas evident.
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Re: Calcul de la dissipation d'énergie lors du contact balle-revêtement (tennis de table)

Message par pingpong38 » jeu. déc. 07, 2017 9:32 am

Bonjour,
D'abord merci à tous pour vos réponses qui m'aident peu à peu dans mon étude. Concernant la dissipation d'énergie lors du rebond, je me suis renseigné sur d'autres forums et apparemment, étant donné que la balle de tennis de table est très légère, cette dissipation viendrait aussi des pertes aérodynamiques et j'aurais voulu quoi si il était possible de négliger celles-ci ou qu'il fallait également les prendre en compte?

J'aimerais également savoir quel est l'influence de la dureté du revêtement sur le rebond de la balle? Je m'explique, est-ce que plus un revêtement possède une dureté importante, plus le coefficient de restitution de la balle sur ce dernier augmente ou inversement?

Merci par avance :)

PS: Hogdush, concernant la théorie des chocs, j'ai regardé rapidement et je pense que je dois ainsi traiter des collisions inélastiques dans mon étude car il y a justement des pertes. Mais dans mon cas, une partie de l'énergie se transforme en chaleur et en bruit lors du contact et n'y a-t-il pas autre chose en plus parce que j'ai peur d'en oublier?

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