K = m x b ou G= m x g
Cela signifie que dans un espace sous vide, tous les corps même de poids différents tombent au sol à la même vitesse (voir la comparaison entre une plume et une balle). Cette règle s’applique à tous les systèmes d’inertie de vitesse constante. Une balle qu’on laisse tomber d’une certaine hauteur, chute à la même vitesse qu’une balle qu’on laisse tomber de la même hauteur dans un train en marche. Un observateur extérieur néanmoins ne voit pas de chute verticale mais une parabole de lancé/volé si la vitesse du train est constante. Il s’agit là du principe de l’indépendance du mouvement de translation. L’importance de l’invariance de la gravitation et de l’indépendance du mouvement de translation peut être illustrée par un autre exemple. La Fig. 2 représente trois courbes balistiques de la balle de vitesse horizontale différente. Les trois balles sont lancées horizontalement et au même moment, les courbes ayant un maximum identique.
Fig. 2 Courbes balistiques de vitesses horizontales différentes
La Balle 1 est seulement lâchée (VH1 = 0), la balle 2 est lancée à vitesse horizontale peu élevée (VH2) et la balle 3 est lancée à vitesse plus élevée ( VH3 ). Les silhouettes de ces trois balles, reproduites sur écran, lequel est placé perpendiculairement à la courbe de la balle près d’une lumière parallèle coïncident les unes avec les autres. Les images de deux balles lancées à différentes vitesses horizontales sont identiques à celle du mouvement de la balle qu’on a laissé tomber. En dépit de la différence de vitesse horizontale, les balles se trouvent donc au même moment à hauteur identique ! Le temps disponible au joueur dépend donc uniquement de la distance verticale parcourue par la balle. Ce phénomène est formulé dans la loi de la chute des corps :
H = g/2 t2
Les corps (la balle) chutent indépendamment de leur vitesse horizontale respective. La composante horizontale peut donc être considérée comme séparée de la composante verticale. Selon une autre découverte, un corps sur lequel on exerce de petites forces ou bien aucune force du tout, reste dans un état de mouvement uniforme. Puisque la force de gravitation n’agit que verticalement, c’est-à-dire perpendiculairement au centre de la terre, et qu’elle n’est soumise à aucune force horizontale, la vitesse horizontale reste constante avec ce type de courbes de lancé/volé (définition d’une parabole). Qu’impliquent ces lois au niveau du mouvement de la balle de tennis ? Si on compare deux balles, l’une frappée en l’air sans à-coups et verticalement, l’autre frappée fort et envoyée loin au-dessus de terrain, on constate que si la hauteur de vol est identique pour les deux balles, la durée du vol – de la frappe au rebond au sol - est elle aussi identique. Ce qui veut dire que le temps disponible pour frapper peut être déterminé par la distance verticale parcourue par la balle.
Il ne s’agit pas ici d’expliquer en détail à quelles déviations la balle est soumise en tenant compte du comportement distance-temps. Néanmoins, on peut succinctement affirmer au sujet de ces fameuses courbes balistiques (en prenant en compte les pertes dues à la friction de l’air ainsi que la déformation au sol de la balle) que les vitesses horizontales de la balle de tennis – en raison de l’énorme surface du court et considérant que la hauteur de chute est minime - sont élevées, comparées à celles des verticales (à l’exception de lob lifté).
En conséquence, la friction influence à peine le mouvement vertical de la balle. Par contre, le mouvement (vitesse) horizontale est considérablement réduit par la résistance de l’air(R v²). Bien que la friction augmente proportionnellement avec la vitesse au carré, la diminution de la vitesse est insignifiante (jusqu’à 4%). Néanmoins, la perte de hauteur verticale (l’amorti de la hauteur) est presque identique aux différentes vitesses horizontales. Toutefois, puisque le mouvement vertical est le seul qui importe pour l’orientation temporelle, la loi de gravitation « idéale » est quasiment accomplie. Il en va autrement avec la balle à effet de rotation vers l’avant (balle brossée, liftée) (drive/topspin) ou à effet de rotation vers l’arrière (balle slicée ou coupée, balle roulée)(slice/backspin).
Le fameux « effet magnus « », qui se caractérise par la combinaison de vitesses horizontales très élevées et de vitesses de rotation élevées (plans de lancement identiques), modifie le comportement de la balle. Dans ce cas, la loi de distance-temps s’écarte de ce phénomène et la vitesse horizontale, accompagnée d’une rotation, est responsable du fait que la balle redescende plus rapidement ou plus lentement vers le sol. L’explication physique qu’on peut donner à cela est qu’une autre force se superpose à la gravitation (le grand G), laquelle tire son origine de la rotation. Cela signifie qu’en ce qui concerne la perception, on voit la balle s’élever ou tomber comme dans un film qui passe au ralenti ou en accéléré. Ce type de balle de « gravité élevée » doit correspondre à la surface de mouvement en accélération verticale modifiée. Il faut mentionner ici que, par exemple, la balle liftée (la balle topspin), laquelle retombe au sol plus rapidement et fait gagner du temps le reperd ensuite lorsque elle atteint un maximum plus élevé. L’importance de ce fait physique est qu’il offre au joueur la possibilité de laisser ses mouvements – pour ce qui est du temps et de l’espace – être guidés par les mouvements verticaux de la balle. Conformément au théorème de possibilité de la perception, lequel implique la conformité idéalisée et aussi l’invariance de la gravitation qui existent même dans des conditions balistiques, il existe une possibilité de déterminer la relation entre objet et sujet pour ce qui est de la structure espace-temps. Le « timing » peut être défini. La perception et le mouvement peuvent être liés l’un à l’autre. Le problème structural de la forme est résolu par un mouvement concret. L’unité de perception requise et le mouvement (Rudel 1977, film éducatif) peuvent être exprimés dans un rapport concret. Afin d’expliquer encore une fois le caractère de la gravitation lié à la perception et au mouvement, il est nécessaire d’établir de quelle perception et de quel mouvement il s’agit. Le mouvement est le vol de la balle avec son invariance dans l’aspect vertical et le mouvement (la trajectoire) de la raquette. Ils sont connectés dans le mouvement « rayon conducteur » (vecteur) de la raquette ; dans le mouvement « coller », dans le mouvement « « dessiner » simultané ou toute autre forme descriptive que l’on peut utiliser.
1.3 Surface de contact – forme de mouvement
Il a déjà été mentionné que le mouvement du joueur est l’établissement d’une relation entre celui-ci et la balle. Cette relation s’établit non seulement quand le joueur touche la balle avec la raquette, mais, déjà avant ça, lorsque il doit adapter ses gestes au comportement de l’adversaire et à celui de la balle dans l’espace pendant son vol. Plus le joueur adapte ses mouvements au comportement de la balle qui approche – dans une optique d’espace et de temps – plus exactement synchronisé (timed) sera exécuté le coup.
Les demandes de description sur la relation doivent englober tous les rapports d’espace-temps entre le joueur et la balle avant, pendant et après la frappe de la balle. De cette façon, le mouvement de contact entre la surface de la raquette et la balle est profitable. Imaginons simplement la situation suivante : Deux joueurs se tiennent l’un en face de l’autre. L’un d’eux sert la balle à hauteur de tête. Son adversaire doit alors rattraper la balle avec sa raquette sans que celle-ci ne rebondisse. Il en résulte les phases de mouvement suivantes :
• Frappe perpendiculaire de haut en bas au-dessus de filet.
• Frappe perpendiculaire vers le haut quand la balle tombe