棒球俯仰背后的物理学

2014年7月17日

职业棒球投手能够向左,右,下,甚至(有点)棒球移动,以通过对方的击球手来获得它。可以通过马格努斯效应来解释其背后的物理学。

一切都在旋转

离开投手的手后,棒球球场受到三种力量的影响:重力,阻力和马格努斯力量。重力将球向下拉动,将球拖下来,而马格努斯力量……嗯,这取决于球场。当球在其飞行路径中旋转时,压力变化在其上形成,Magnus效应会产生垂直于球运动的力的力。为了更详细的解释如何马格努斯效应有效,查看我的同事Ed Fontes在相关中的出色解释关于弯曲足球的博客文章

棒球球场背后的物理示例显示了快球中空中的。

在棒球比赛中,投手比其他任何运动都更能控制球的旋转。投手可以根据他们想要投掷的球场旋转球以添加topspin,backspin或侧球。抛售每个音高的难度因自旋而异。随着难度的增加,误差幅度较低。

分解球场

快球

快球是最容易投掷的球,因为它们仅受马格努斯力量的影响。一个四缝快球是投手的主球球,最常投掷。在释放球时,自然而然的倾向是在球上添加返回旋转。背旋指向马格努斯的力量,使球跌落得比其他球场慢,从而赋予了球的幻想。其他快球(例如两缝和切割机)被旋转抛出,但移动得太快,无法迅速改变其位置。


快球。被击球手看到,被右手投手投掷。使用188金宝搏优惠comsol多物理学

打破球

打破球是大多数依赖马格努斯力量有效的球场。曲线球是最重要的打球球,几乎所有在美国职棒大联盟(MLB)中的首发投手都必须在他们的武器库中。当投手释放球时,他将手腕抓在球上,在球上旋转了大量旋转。这会导致球分解并向对角线向左(对于右手投手)。如果正确投掷,曲线球可能会造成毁灭性的有效,使击球手看起来很愚蠢,要么通过使它们在泥土中的球场上摆动,或者什至避开了最终进入罢工区的球场。


曲线球。从外面开始,然后弯曲进行罢工。

滑块以水平旋转抛出,导致球横向断裂(右手右手投手)。螺丝球的抛出与曲线球相似,除了它分解了而不是左(用于右手投手)。投手采用了其他类型的断球,但它们主要是此处描述的球场的变化。例如,一个12-6的曲线球会直截了当,没有任何横向运动。


滑块。看起来像个快球,然后滑出罢工区。


怪僻。看起来像个快球,然后弯曲到罢工区域。

指关节

指关节是所有人中最雄伟的球场,而马格努斯效应实际上是它的敌人。理想情况下,指关节球可以旋转一次。缺乏旋转会导致埃德(Ed世界杯博客文章。Karman Vortex Street在球的运动中引起了微小的波动,足以抛弃击球手。实际上,有了一个出色的指关节,即使投手都无法知道它将在哪里最终。如果指关节球的旋转过多,则击中会更容易,因为马格努斯效应会导致球运动中的均匀性和直球道。正确投掷时,球从左右跳舞,如在这个gif中所见

有效棒球球场的关键

有效投球的关键是将不同类型的俯仰混合在一起,以保持面糊的猜测和保持平衡。投手还必须在投掷时掩盖球场,以便不将击球手向球倾斜。

仔细研究其他运动背后的物理

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