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La Physique Du Base-Ball

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La Physique Du Base-Ball LaLa PhysiquePhysique dudu Base-Base- ballball Renaud Seigneuric Renaud Seigneuric, Dr, PhD 100 1 80 0.9 0.8 60 0.7 0.6 40 0.5 0.4 20 0.3 0.2 0 0.1 0 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 • Modélisation des dynamiques de Population -20 0 5 10 15 20 – Laboratoire de Biologie Quantitative, Toulouse • Modélisation des arythmies cardiaques – Laboratoire de Biomathématiques, Lyon • Expérimentation & Analyse d’arythmies – Hôpital du Sacré-Cœur, Montréal, Canada • Cancer & Bioinformatique – Laboratoire MAASTRO, Maastricht, Pays-Bas • Nanosciences & Pharmacie 70 60 – Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne 50 40 30 20 10 0 -20 0 20 40 60 80 100 120 Systèmes complexes à différentes échelles Dimension(s) temporelle et/ou spatiale Modélisation & Expérimentation Approches ascendantes & descendantes Projets interdisciplinaires QuiQui veutveut gagnergagner desdes neuronesneurones ?? ? A B C D Q1 QuiQui veutveut gagnergagner desdes neuronesneurones ?? Un bon batteur (professionnel ou non) a une réussite à la frappe de : A 11% B 33% C 66% D 99% Q2 QuiQui veutveut gagnergagner desdes neuronesneurones ?? En défense, combien de joueurs sont sur le terrain ? A 5 B 11 C 9 D 15 Q3 QuiQui veutveut gagnergagner desdes neuronesneurones ?? Mise à part son enveloppe de cuir, une balle de base- ball est constituée de : A Caoutchouc + Laine B Liège + réponse A C Bois D Bois + Laine Q4 QuiQui veutveut gagnergagner desdes neuronesneurones ?? Le lanceur et le receveur sont-ils dans la même équipe ? A Oui B Non Le Base- ball était-il un Jeu Olympique en 2008 ? C Oui D Non Q5 QuiQui veutveut gagnergagner desdes neuronesneurones ?? Le base- ball est pratiqué dans la plupart des pays. Dans quel(s) pays est-il très populaire? (1) Etats-Unis (2) France (3) Japon (4) Pays-Bas (5) Cuba A 1 B 1 & 2 & 3 C 1 & 4 D 1 & 3 & 5 RéférencesRéférences [email protected] • Baseball Canada http://www.baseball.ca/ • Baseball Québec http://www.rds.ca/baseballquebec/ • Ducs de Bourgogne http://www.duc-baseball.org/ • Fédération Française de Baseball Softball & Cricket http://www.ffbsc.org/ • International BAseball Federation http://www.ibaf.org/ • Major League Baseball http://mlb.mlb.com/ • Terry Bahill, • Rod Cross, • Jerry Kindall, • Becky Olrich, • Alan Nathan, • Thomas Nivot “Our aim is not to reform baseball but to understand it.” Robert Adair PhysiquePhysique && Base-Base- ballball • Introduction (historique, principe) • Balle • Batte • Gant • Lancer • Frappe • Réception • Conclusion Base-Base- ballball :: introductionintroduction • Origines : Rounders, Thèque, Schlagball, Cricket • Codification des règles en 1845 (Alexander Cartwright, New York) • Knickerbockers vs. New York Club (New Jersey) • Système d ’unités impérial (1 pouce = 2,54 cm; 1 pied = 0,305 mètre) • Expansion : • américaine après la Guerre de sécession (1861–1865), – « National Pastime » • internationale (fin XIX° siècle): – Cuba en 1864, – Japon en 1873, – République dominicaine en 1891, – Taïwan en 1895, – Pays-Bas ~ 1900. • Aujourd ’hui : 30 millions de par le monde Base-Base- ballball :: introductionintroduction Foot-ball, Basket-ball Hand-ball, Base-ball, Base-Base- ballball :: introductionintroduction Foot-ball, Basket-ball Hand-ball, Base-ball, Base-Base- ballball :: introductionintroduction « Jeu d ’échec joué dehors en crampons » • Terrain: non rectangulaire (~ secteur angulaire) – champ extérieur • dimensions variables • Champ centre : 400 pieds (122 m): circuit • Champ droit ou gauche minimum: 97,45 mètres • ex: Babe Ruth, • Hank Aaron (Braves, Atlanta) – champ intérieur • dimensions fixées • carré de côté : 27,432 mètres (90 pieds) 2 • 4 bases, sens trigonométrique 3 1 – zone des balles fausses • Marquer 1 point : accéder successivement en 1°, 2° et 3° base et revenir au point de départ (marbre) Base-Base- ballball :: introductionintroduction Base- ball : introduction B Base- ball : introduction R • Terrain non-symétrique occupation alternée du terrain • Une partie = phases d ’attaque + phases de défense – phases d’attaque (batte), ordre de frappe, tout le monde frappe à son tour – Objectif : marquer le plus de point sans se faire éliminer – phases de défense (gant): chacun a une place déterminée – Objectif : prendre le moins de points possible et faire le plus rapidement possible 3 éliminés pour passer à son tour en phase d’attaque 7 8 A 9 6 4 A 5 i 3 1 A i 1 2 2 A 3 4 5 6 7 8 9 Base- ball : introduction B Base- ball : introduction R En défense : Objectif : éliminer 3 joueurs adverses en prenant le moins de points possible 1) Lanceur (sur monticule) 2) Receveur 7 8 A 9 6 4 3) 1ère base A 5 i 3 1 A 4) 2ème base i 1 2 2 5) 3ème base A 6) Arrêt-court En attaque : 3 4 5 6 7 8 9 Objectif : marquer le plus de points 7) Voltigeur de gauche avant que 3 des attaquants ne 8) Voltigeur de centre soient éliminés 9) Voltigeur de droit 2 Instructeurs (signaux) Arbitres: 4 [1; 6] Base- ball : introduction B Base- ball : introduction R • Phases d’attaque (batte), ordre de frappe, tout le monde frappe à son tour • Objectif : marquer le plus de point sans se faire éliminer • Phases de défense (gant): chacun a une place déterminée • Objectif : prendre le moins de points possible et faire le plus rapidement possible 3 éliminés pour passer à son tour en phase d’attaque 7 8 A 9 6 4 A 5 i 3 1 A i 1 2 2 A 3 4 5 6 7 8 9 Base- ball : introduction B Base- ball : introduction R • Phases d’attaque (batte), ordre de frappe, tout le monde frappe à son tour • Objectif : marquer le plus de point sans se faire éliminer • Phases de défense (gant): chacun a une place déterminée • Objectif : prendre le moins de points possible et faire le plus rapidement possible 3 éliminés pour passer à son tour en phase d’attaque 7 8 A 9 6 4 A 5 i 3 1 1 A i 2 2 3 A 4 5 6 7 8 9 Base- ball : introduction B Base- ball : introduction R 1 • Phases d’attaque (batte), ordre de frappe, tout le monde frappe à son tour • Objectif : marquer le plus de point sans se faire éliminer • Phases de défense (gant): chacun a une place déterminée • Objectif : prendre le moins de points possible et faire le plus rapidement possible 3 éliminés pour passer à son tour en phase d’attaque 7 8 A 9 6 2 4 A 5 i 1 3 1 A i 3 2 4 A 5 6 7 8 9 Base- ball : introduction B Base- ball : introduction R 1 • Phases d’attaque (batte), ordre de frappe, tout le monde frappe à son tour • Objectif : marquer le plus de point sans se faire éliminer • Phases de défense (gant): chacun a une place déterminée • Objectif : prendre le moins de points possible et faire le plus rapidement possible 3 éliminés pour passer à son tour en phase d’attaque 7 8 A 9 6 4 A 5 i 2 3 1 3 A i 4 2 5 A 6 7 8 9 1 Base- ball : introduction B Base- ball : introduction R • Unité de temps : pas les minutes mais le nombre de manches 1 manche = 1 phase d ’attaque + 1 phase de défense • Fin de la partie : 9 manches (~2-3h) • Communication par signaux • Pas d ’égalité possible (prolongations) 7 8 A 9 6 4 A 5 i 3 1 A i 1 2 2 A 3 4 5 6 7 8 9 PhysiquePhysique && Base-Base- ballball • Introduction • Balle • Batte • Gant • Lancer • Frappe • Réception • Conclusion BalleBalle • Pas une simple enveloppe remplie d ’air (comme foot, rugby, volley, etc.) • « Hardball » : évolution de la balle de rounders, 1845 • 3 parties parties principales : – noyau (~ 2cm de diamètre) • Avant 1911 : « Dead ball » • Post 1911 : « Lively ball » : – cœur en liège (« livelier cork-centered ball ») – cœur en liège entouré de caoutchouc – pelotes denses de laine (et polyester/coton): bonne mémoire de forme, en 4 couches de différentes épaisseurs – enveloppe de cuir blanche • 108 coutures extérieures rouge (224cm de fil) BalleBalle • Caractéristiques pour la Ligue majeure (MLB) : – Masse : • mballe ∈ [5; 5,25] onces • mballe ∈ [141.75; 148.83] grammes – Circonférence : • circonf balle ∈ [ 9; 9.25] pouces • circonf balle ∈ [22.86-23.50] centimetres – Coefficient de restitution (COR) • COR balle = hauteur rebond / hauteur initiale • COR balle ~ 0,5 pour des vitesses initiales de [60; 120] mph. – consommation (MLB) ~ 600.000 balles/an !! – durée de vie: 5-7 lancers !! PhysiquePhysique && Base-Base- ballball • Introduction • Balle • Batte • Gant • Lancer • Frappe • Réception • Conclusion BatteBatte pivot cm • Hickory • Frêne / Hickory (finition) manche cylindre • Lamellé-collé (résistance des matériaux) • Aluminium (1970) • masse moindre (cylindre creux, paroi d ’épaisseur ~2mm) • vitesse de la batte accrue • meilleur contrôle de la frappe • rigidité et durée de vie accrues • effet « trampoline » • « sweet spot » accru BatteBatte • Détermination (subjective) du « sweet spot » – prise normale de la batte, frapper un objet fin vertical – ressenti : absence de choc ou de vibration • Détermination du nœud du fondamental de vibration ~ 170 Hz – suspendre la batte, frapper avec un marteau – pas de vibration – son différent • Le « sweet spot » & nœud du fondamental de vibration coïncident • Le meilleur point d ’impact semble être le nœud du fondamental du mode de vibration, pas le centre de percussion (Cross 2003). BatteBatte • « Sweet spot » Nodes CG Les simulations concordent avec l’expérience BatteBatte • Au contact : – si le manche se déforme, le cylindre ne peut pas (effet trampoline faible) – si le manche est rigide, le cylindre peut se déformer et accroître l ’effet trampoline • Frapper au niveau de la zone du « sweet spot » – 2 pouces – 5 cm x 1 cm BatteBatte Lanceur 0.000 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 Receveur PhysiquePhysique && Base-Base- ballball • Introduction • Balle • Batte • Gant • Lancer • Frappe • Réception • Conclusion GantGant • Pas obligatoire! • Apparition après la Guerre de Sécession • 1870 : Spalding • 1894 : J.
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