Le volley-ball est un sport d'équipe où la cohésion est essentielle pour gagner des matchs. C’est une discipline très complète, mais qui peut être difficile à comprendre lorsqu’on découvre le volley. Il existe énormément de règles volley-ball assez complexes sur les différents postes du terrain. Tout au long de l’article, nous parlerons des règles volley-ball principales.
Schéma d'un terrain de volley-ball standard.
Composition d'une Équipe de Volley-Ball
On se pose souvent la question : de quoi se compose une équipe de volley ? Combien de joueurs ? Le terrain ? Le rôle de chacun ? Une équipe de volley-ball est composée de six joueurs sur le terrain. Il y a trois postes avant et trois postes arrières. On désigne la position des joueurs par des numéros de 1 à 6.
- Les réceptionneurs/attaquants: Ce sont des joueurs qui attaquent sur les ailes. Ils ont un rôle très complet. Un réceptionneur/attaquant est capable de réceptionner une attaque, d’être au bloc pour contrer et d’attaquer la zone d’adversaire.
- Le pointu: C’est le joueur placé à l’opposé du passeur. Il est souvent considéré comme le meilleur attaquant de l'équipe.
- Le central: Les centraux se positionnent au centre du terrain derrière le filet de volley. Un central a pour principale fonction d'attaquer soit en passe courte et rapide du passeur soit en décalée via une passe rapide où le central se trouve à 2m du passeur . Le central a également pour objectif de fixer, d’attirer la défense pour créer des espaces dans la défense adverse.
- Le passeur: Le passeur aussi appelé le chef d’orchestre est le joueur en charge de l’organisation du jeu. Son objectif principal est de distribuer le jeu, pour créer de l’incertitude et des solutions d’attaques efficaces. Son travail est de varier le jeu en fonction du placement des adversaires. Sa vitesse d'exécution doit être parfaite pour mettre de la rapidité et déstabiliser l’équipe adverse. Il doit être en parfaite coordination avec ses attaquants et le ballon de volley pour mettre de la fluidité dans le jeu.
Le capitaine de l’équipe joue un rôle crucial, notamment en cas d’absence de l’entraîneur, sauf s’il y a un entraîneur adjoint désigné. Concernant l’entraîneur, celui-ci a la possibilité de se déplacer à partir du prolongement de la ligne d’attaque jusqu’à l’extrémité du terrain qui concerne son équipe. Il ne doit pas représenter une gêne pour les juges.
Règles Principales du Volley-Ball
Un match de volley se déroule en 3 sets gagnants. Un set est gagné avec 25 points et au moins deux points d’écart. (exemple 25-23). Si le score est à 24-24, le set continue tant qu’une équipe n’a pas deux points d’écart sur l’autre. Si les deux équipes sont à deux sets, alors on joue un cinquième set décisif en 15 points. Il faut également au moins deux points d’écart comme pour les autres sets.
Chaque équipe peut toucher le ballon maximum trois fois avant que le ballon change de côté. Chaque contact consécutif doit être effectué par des joueurs différents. Le volley-ball est joué avec les mains, bras ou les poings, mais par exemple, il existe une règle de jeu volley-ball qui permet aux joueurs de toucher le ballon avec n’importe quelle autre partie du corps.
Il est interdit de toucher le filet avec n’importe quelle partie du corps. Le libero volley est un poste défensif dans le volley. Il y a des règles spécifiques à respecter. Il a plusieurs fonctions, mais ses missions principales sont la défense, la réception et la relance. Il n’a pas le droit d’attaquer. Le libero volley a un rôle très tactique, il est le pilier du jeu défensif de son équipe.
- Un libero volley ne peut pas attaquer, sur les changements il ne peut remplacer que les trois postes de la ligne arrière. Il ne peut pas attaquer ni contrer un ballon au filet, il peut néanmoins renvoyer le ballon de l’autre côté du camp.
- Un libero volley a le droit d’effectuer une passe à son attaquant.
Lorsque que deux équipes sont à égalité sur le set à 24-24 , commence alors un tie break volley-ball. Les règles d’un tie break volley-ball sont très simples. Le saviez-vous : en 2013, un match de ligue pro coréenne a terminé le match à 56-54 dans le dernier set.
Lors d’un match de volley-ball, il est interdit de faire une demande d’interruption du match lorsqu’une demande a été refusée, notamment si celle-ci a été sanctionnée. Désormais, il n’est plus possible de faire une demande de temps mort technique.
Le Service Smashé : Analyse et Validité
Le service smashé est le service le plus pratiqué en volley-ball. Au volley-ball, le service smashé est le type de service pratiqué le plus fréquemment par les professionnels : le serveur doit se placer un peu après la limite du terrain, lancer très haut son ballon, effectuer une petite course d'élan puis sauter pour frapper la balle. La hauteur h désigne alors l'altitude initiale du centre du ballon. Le vecteur vitesse initiale v0→ du ballon est horizontal et perpendiculaire à la ligne de fond du terrain (voir figure 1). Le mouvement du ballon est étudié dans le référentiel terrestre supposé galiléen muni du repère (Ox, Oy) et l'instant de la frappe est choisi comme origine des temps : t = 0 s. Le mouvement a lieu dans le plan (Oxy).
Un joueur sert un service smashé avec une vitesse initiale horizontale, représentée à l'échelle sur la figure du doc. Vérifier que le ballon, assimilé dans cette étude à un point matériel B, franchit le filet et atteint le sol avant la ligne de fond. Soit un point B de coordonnées (x ; y). Dans la situation décrite dans la figure du doc.
Le but de cet exercice est de déterminer la valeur de la vitesse initiale du ballon, de vérifier la validité du service et d'étudier la réception du service par un joueur de l'équipe adverse. Pour cela, on étudie le mouvement du centre du ballon sans tenir compte de l'action de l'air, de la rotation du ballon sur lui-même et de ses déformations.
Données:
- Le ballon de volley-ball a une masse m = 260 g et un rayon r = 10 cm.
- Intensité du champ de pesanteur : g = 9,81 m ∙ s-2.
Le service est effectué depuis le point B0 à la vitesse v0 = 21,0 m · s-1. Le service sera considéré comme valide à condition que le ballon franchisse le filet sans le toucher et qu'il retombe dans le terrain adverse.
Calcul de la Vitesse Initiale
Afin d'évaluer les performances du serveur, on mesure la valeur de la vitesse initiale v0 du ballon grâce à un radar portatif (voir figure 2), que l'on pointe en direction de la position de frappe B0. Le manuel du radar portatif indique que celui-ci envoie des ondes électromagnétiques haute fréquence (3,47 × 1010 Hz) et mesure la différence de fréquence entre l'onde émise et l'onde réfléchie sur un objet en mouvement.
- Identifier le domaine des ondes électromagnétiques émises par ce radar portatif. Justifier par un calcul.
Le radar portatif envoie des ondes électromagnétiques de fréquence f = 3,47×1010 Hz. Par définition, la longueur d'onde λ associée à cette fréquence est donnée par : λ = cf d'où λ = 3,00×1083,47×1010= 8,65×10-3 m Cette longueur d'onde est comprise entre 10-3 m et 1 m, par conséquent, d'après les données de l'exercice, on en déduit que ce radar émet dans le domaine des micro-ondes.
- Nommer le phénomène à l'origine de la différence de fréquence entre les ondes émise et reçue par le radar portatif.
La différence de fréquence entre les ondes émise et reçue par le radar est due à l'effet Doppler car l'onde émise se réfléchit sur un objet en mouvement par rapport au radar qui est la source de l'onde.
- Le radar portatif est positionné face au serveur et vise le ballon. La fréquence de l'onde reçue est-elle inférieure ou supérieure à celle de l'onde émise ? Justifier.
Lors du service, le ballon se rapproche du radar portatif donc la fréquence de l'onde reçue est supérieure à celle de l'onde émise.
- Dans les mêmes conditions de mesure que pour la question 3, le décalage Δf entre la fréquence fémise de l'onde émise et la fréquence freçue de l'onde reçue vérifie la relation : |Δf|=|freçue−fémise|=2v0×fémisec Le décalage |Δf| mesuré par le radar portatif est de 4,86 kHz. En déduire la valeur de la vitesse du ballon. Vérifier l'accord avec l'indication de l'écran du radar portatif de la figure 2.
Sachant que le décalage Doppler et la vitesse du ballon sont reliés par : |Δf|=2×v0×fémisec on en déduit que la vitesse v0 du ballon s'exprime par : v0 = |Δf|×c2fémise d'où v0 = 4,86×103×3,00×1082×3,47×1010= 21,0 m ∙ s-1 v0 = 21,0 × 3 600 × 10-3 = 75,6 km · h-1 La valeur calculée est bien en accord avec les 76 km ∙ h-1 indiqués par le radar portatif de la figure 2, en arrondissant à l'unité près, compte tenu de la précision de l'appareil.
Validité du Service
- Montrer que, si on néglige l'action de l'air, les coordonnées du vecteur accélération du centre du ballon après la frappe sont : ax(t)=0 et ay(t)=−g.
Le système étudié est le ballon de masse m dans le référentiel terrestre considéré galiléen. D'après l'énoncé, on néglige l'action de l'air donc on considère que le ballon n'est soumis qu'à son poids P→=mg→. Appliquons la deuxième loi de Newton au système. On a : ∑Fext→= dp→dt. Or la masse m du ballon est constante d'où : ∑Fext→= ma→. Ainsi, on a : P→=ma→ d'où mg→=ma→. Donc on obtient a→=g→. En projetant cette relation vectorielle sur les axes (Ox) et (Oy), on obtient bien : ax(t) = 0 et ay(t) = - g
- Établir que les équations horaires du mouvement du centre du ballon s'écrivent : x(t)=v0t et y(t)=−gt22+h. En déduire que l'équation de la trajectoire reliant x et y s'écrit : y(x)=−g2v02x2+h.
Par définition, les coordonnées du vecteur vitesse sont les primitives des coordonnées du vecteur accélération : {vx(t)=C1vy(t)=-gt+C2 avec C1 et C2 des constantes à définir à partir des conditions initiales sur la vitesse. Or, à t = 0 s, on a v0x = v0 et v0y = 0. Ainsi, par identification, on en déduit que C1 = v0 et que C2 = 0. On a donc : vx(t) = v0 et vy(t) = - gt.
Par définition, les coordonnées du vecteur position sont les primitives des coordonnées du vecteur vitesse : {x(t)=v0t+C3y(t)=-12gt2+C4 avec C3 et C4 des constantes à définir à partir des conditions initiales sur la position. Or, à t = 0 s, on a x0 = 0 et y0 = h. Ainsi, par identification, on en déduit que C3 = 0 et C4 = h. Par conséquent, les coordonnées du vecteur position ou équations horaires sont : x(t) = v0t et y(t) = - 12gt2 + h
Finalement, pour trouver l'équation de la trajectoire y(x), il faut éliminer le paramètre temps dans l'équation y(t). D'après l'équation x(t) = v0t, on en déduit que t = xv0. On remplace maintenant le paramètre t par cette expression dans l'équation horaire y(t), d'où : y(x) = −12g(xv0)2+ h = −g2v02x2+h
- En admettant que le ballon franchisse le filet, vérifier qu'il touche le sol avant la ligne de fond.
Le ballon touche le sol avant la ligne de fond si y(x) = r pour x L. Nous devons donc chercher la valeur de x en résolvant l'équation suivante : r = −g2v02x2+h On a donc : g2v02x2=h−r d'où x=2v02(h−r)g x = 2×21,02×(3,5−0,1)9,81= 17,5 m. Comme x 18 m, on en déduit que le ballon touche le sol avant la ligne de fond, donc le service est réussi.
Étude Énergétique du Ballon
- Rappeler les expressions littérales des énergies cinétique Ec, potentielle de pesanteur Epp et mécanique Em du ballon en un point quelconque de la trajectoire.
- L'énergie cinétique Ec est donnée par Ec = 12mv2.
- L'énergie potentielle de pesanteur EPP est donnée par EPP = mgy.
- L'énergie mécanique Em s'écrit comme la somme de l'énergie cinétique Ec et de l'énergie potentielle de pesanteur EPP en chaque point de la trajectoire : Em = Ec + EPP = 12mv2+ mgy.
- Le graphe de la figure 3 représente l'évolution en fonction du temps des trois énergies précédentes. Associer chaque courbe 1, 2, 3 à l'une des trois énergies Em, Epp, Ec. Justifier.
D'après la situation étudiée, lors du service, l'altitude y du ballon diminue. Donc son énergie potentielle de pesanteur Epp = mgy diminue. La courbe 1 correspond donc à l'évolution de l'énergie potentielle de pesanteur Epp. Lors du mouvement, la vitesse v du ballon augmente donc son énergie cinétique Ec = 12mv2 augmente. La courbe 2 correspond à l'évolution de l'énergie cinétique Ec. Enfin, lors de cette étude, on néglige l'action de l'air donc l'énergie mécanique reste constante au cours du temps. La courbe 3 correspond à l'évolution de l'énergie mécanique Em.
- À l'aide de l'étude énergétique précédente, déterminer la valeur de la vitesse du centre du ballon vsol lorsque le ballon touche le sol.
On sait qu'à t = 0 s, l'altitude initiale du centre du ballon est y0 = h = 3,5 m et sa vitesse initiale est égale à v0 = 21,0 m ∙ s-1. On en déduit qu'à l'instant initial (soit à la position B0) on a : Ec(B0) = 12mv02 et EPP(B0) = mgy0. Comme on suppose que le ballon n'est pas soumis à l'action de l'air, alors son énergie mécanique se conserve au cours du mouvement entre la position initiale B0 et la position finale lorsque le ballon touche le sol en S. On peut ainsi écrire que Em(B0) = Em(S) d'où : Ec(B0) + EPP(B0) = Ec(S) + EPP(S) On obtient : 12mv02+ mgy0 = 12mvsol2+ mgyS avec y0 = h et yS = r 12v02+ gh = 12vsol2+ gr 12vsol2= 12v02 +g(h - r) La valeur de la vitesse avec laquelle le ballon atteint le sol est donc : vsol = v02+2g(h−r) vsol = 21,02+2×9,81×(3,5−0,10)=22,5 m ∙ s-1 = 23 m ∙ s-1
- En réalité, la vitesse vsol avec laquelle le ballon atteint le sol est plus faible que celle déterminée à la question 4 3. Proposer une explication.
La vitesse réelle avec laquelle le ballon touche le sol est inférieure à celle calculée en appliquant la conservation de l'énergie mécanique car on a fait l'hypothèse simplificatrice que le ballon n'était pas soumis aux frottements de l'air. Or, ces derniers existent et tendent à diminuer la vitesse du ballon.
Réception du Ballon par un Joueur de l'Équipe Adverse
Au moment où le serveur frappe le ballon (t = 0 s), un joueur de l'équipe adverse est placé au niveau de la ligne de fond de son terrain. Il débute sa course vers l'avant pour réceptionner le ballon en réalisant une « manchette » comme le montre la figure 4. Le contact entre le ballon et le joueur se fait au point R situé à une hauteur de 80 cm au‑dessus du sol. On admet que les équations horaires du mouvement du ballon établies à la question 2 de la partie 2 restent valables.
Évaluer la vitesse moyenne minimale du déplacement de ce joueur pour qu'il réalise la réception dans la position photographiée ci-dessus. Ce résultat semble-t-il réaliste ?
Pour déterminer la vitesse du joueur, il faut déterminer la distance qu'il a à parcourir et le temps dont il dispose pour effectuer la réception du ballon dans la position photographiée.
- Déterminer l'instant tR de la réception
On réutilise l'équation horaire y(t) établie à la question 2 de la partie 2 : y(t) = −12gt2+ h. La réception se fait au point R d'ordonnée yR = 80 cm = 0,80 m. Ainsi, on a : yR = −12gtR2+ h. D'où l'instant tR de la réception est : tR = 2(h−yR)g
- Déterminer l'abscisse xR de la réception
On utilise désormais l'équation horaire x(t) établie à la question 2 de la partie 2 : x(t) = v0t. À la date tR de la réception, le ballon se trouve à l'abscisse xR donnée par : xR = x(tR) = v0 × tR. D'où l'abscisse xR de la réception est : xR = v0 × 2(h−yR)g
- Déterminer la distance à parcourir par le joueur adverse
Sachant que le joueur part du fond du terrain (d'abscisse L) et que l'abscisse de la réception est xR, on en déduit la distance d que le joueur doit parcourir : d = L - xR d'où d = L - v0 × 2(h−yR)g.
- Calculer la vitesse moyenne du joueur adverse
Le joueur adverse doit donc parcourir la distance d pendant la durée : Δt = tR - t0 = tR (car t0 = 0 s). Ainsi, sa vitesse moyenne vmoy est : vmoy = dtR. vmoy = L−v0×2(h−yR)g2(h−yR)g=L 2(h−yR)g−v0 vmoy = 18,0 2×(3,5−0,80)9,81−21,0= 3,3 m · s-1 = 12 km · h-1 Même si le temps de réaction du joueur n'a pas été pris en compte, cette vitesse semble tout à fait réaliste.
Il permet de projeter avec précision et régularité des ballons, tout en contrôlant la vitesse et les trajectoires. France métropolitaine • Juin 2018 Exercice 2 • 11 points • ⏱ 1 h 50 Service et réception au volley-ball Les thèmes clés Effet Doppler • Deuxième loi de Newton Conservation de l'énergie mécanique.
Equipements et Entraînement
La section volley du Patronage laïque de Lorient (PLL) vient d’acquérir un nouvel équipement : un robot lance ballons. « Les joueurs, quel que soit leur niveau, peuvent désormais faire des gammes en réceptionnant ou attaquant des balles projetées à un rythme soutenu et régulier, souligne Pierre Conan, responsable de la section. Il est également possible de modifier très progressivement les différents paramètres pour amener le joueur ou la joueuse à hausser son niveau de réponse ». Jusqu’à 140 km/h De fabrication italienne (le volley est un sport phare en Italie), cette machine Globus Winshot permet de régler hauteur, direction, rotation, vitesse et point d’impact de la balle. « Les trajectoires peuvent être flottantes, plus ou moins plongeantes. La vitesse maximale de la balle sur service est de 140 km/h mais à 60 % de la puissance de la machine, il faut déjà un bon niveau de maîtrise pour contrôler le ballon.
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