Wie sieht Baseball von innen aus? Wie können Sie Ihre Fähigkeiten verbessern, indem Sie die Physik des Baseballs verstehen? Das sollte eine Frage sein, die jeder Baseballspieler wissen möchte.
Der Kern eines Baseballs ist ein Korkball, der mit einer Gummischicht umwickelt ist und etwa die Größe eines Tischtennisballs hat. Die Außenseite ist fest mit einer dicken Schicht Wollfaden umwickelt, und der äußerste Teil ist das Leder und die Nähte, die wir sehen!
In diesem Blog Galileo Sport - weltweit vertrauenswürdig für Hochwertige Materialien und langlebiger Baseballkäfig - führt Sie in die tiefe Physik hinter Baseball ein. Das Verstehen und Anwenden der Prinzipien wird Ihr Baseball-Niveau in die Höhe treiben.
Sind Sie bereit, die Baseball-Prinzipien der Physik zu erforschen? Lass uns gehen!
Das von beschriebene Phänomen Bernhards Gesetz Das heißt, je schneller die Strömungsgeschwindigkeit des Gases ist, desto niedriger ist der Druck, und das Gas strömt von einem Ort mit hohem Druck zu einem Ort mit niedrigem Druck. Wie bei der Kugel im Bild ist die Geschwindigkeit des oberen Blocks aufgrund der Rotation geringer als die des unteren Blocks, sodass der Druck geringer ist als der des unteren Blocks.
Der Ball schwimmt nach oben. Wenn die Drehrichtung also entgegengesetzt ist, fällt der Ball sehr stark. Das hört sich sehr einfach an, aber es tatsächlich wegzuwerfen, ist etwas ganz anderes! Und mit der Verbesserung der Baseball-Technologie gibt es auch beim Wechselball mehrere Veränderungen. Neben dem oben erwähnten vertikalen Wechselball gibt es aufgrund unterschiedlicher Auslösemethoden auch horizontale Wechselbälle und sogar Fingerbälle, die sich nicht sehr stark drehen und instabil sind. usw.
Der Wechselball wird nach dem Konzept der Mechanik in zwei Typen unterteilt
Der Ball ist rund, da der Ball nicht zu 100 % aus einheitlichem Material besteht. Der Schwerpunkt des Balls wird definitiv nicht im Mittelpunkt der Form (Massenschwerpunkt) liegen und es wird ein kleiner Fehler auftreten. Wenn sich die Kugel um einen Kreis dreht, hängt der Drehpunkt der Kugel vom Zeitfaktor ab. Die Schwerpunkte liegen am selben Punkt. Wenn auf ein Objekt eine äußere Kraft einwirkt, verschiebt sich sein Schwerpunkt in Richtung der äußeren Kraft. Wenn sich der Ball vorwärts bewegt und sich nicht dreht, verschiebt sich der Schwerpunkt des Balls in die Vorwärtsrichtung.
Der Fingerball, den wir im Fernsehen sehen, dreht sich fast nicht. Tatsächlich dreht es sich immer noch ein wenig. Diese kleine Drehung führt dazu, dass sich der Schwerpunkt dreht und seine Position ändert. Wenn die Vorwärtskraft sehr gering ist, bewegt sich der Ball augenblicklich in Richtung seines Schwerpunkts. Auch die Kraft und die Lage des Schwerpunkts ändern sich ständig, wodurch sich der Ball nach links, rechts, oben und unten bewegt.
Tatsächlich hängt das Gewicht des Balls von der Geschwindigkeit ab, mit der der Schlagmann den Schlagpunkt erreicht. Werfer mit hoher Ballqualität sind im Allgemeinen groß oder verfügen über eine gute Körperkoordination.
Wenn ein Werfer mit großen Händen und langen Händen beim Werfen die gleiche Armrotationsgeschwindigkeit (U/min) hat wie ein Werfer mit kurzen Händen, ist die Ballgeschwindigkeit (tangentiale Bewegungsgeschwindigkeit) des Werfers höher.
Ein Werfer mit guter Ganzkörperkoordination nutzt die gesamte Kraft, die allen Körperteilen zur Verfügung steht. Im Vergleich zu einem Werfer, der zum Werfen nur die Handkraft nutzt, muss die Geschwindigkeit des Balls (Tangentialbewegungsgeschwindigkeit) höher sein, wenn die Armrotationsgeschwindigkeit (U/min) beim Werfen gleich ist. schnell.
Im Vergleich zu gewöhnlichen Schlagmännern basiert der Zeitpunkt des Loslassens des Schlägers auf der visuellen Reaktion der Armdrehung des Werfers. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit (U/min) des Werferarms gleich ist, die Ballgeschwindigkeit jedoch schneller ist als die Reaktion, führt dies dazu, dass die sogenannte Schlägerfreigabe zu langsam ist, sodass der Ball natürlich nicht weit schlägt, so nennt man das ein schwerer Ball.
Normalerweise gibt es zwei Meinungen über die Schwanzstärke.
Der erste Wert ist der Geschwindigkeitsunterschied zwischen der Geschwindigkeit, mit der der Ball in die Schlagzone gelangt, minus der Geschwindigkeit, mit der der Ball losgelassen wurde.
Der zweite Punkt ist die Veränderung beim Eintritt des Fastballs in die Schlagzone.
Blaue Kurve: 0.4 Sekunden bis zur Grundplatte bei etwa 160 km/h
Rote Kurve: 0.5 Sekunden bis zur Grundplatte bei ca. 130 km/h
Im Allgemeinen beziehen sich die meisten von ihnen auf den zweiten Typ. Tatsächlich ist die Rotationsgeschwindigkeit des Balls beim Loslassen des geraden Balls fast die gleiche wie die des wechselnden Balls. Es ist nur so, dass die Vorwärtskraft des geraden Balls größer ist und die Änderung nicht offensichtlich ist. Lass uns ein Diagramm erstellen. Die vertikale Achse verläuft vom Ball zur Home-Plate. Die horizontale Achse ist die Abweichung des Balls von der Abwurfrichtung. Es ist ersichtlich, dass die Krümmung der Kurve umso deutlicher ist, je schneller die Ballgeschwindigkeit ist. Das heißt, obwohl die Flugbahn des Balls genau gleich ist, ist die optische Veränderung des Balls umso größer, je schneller die Ballgeschwindigkeit ist.
Dennoch unterscheidet sich die Spinkraft eines geraden Balls immer noch von den Schussgewohnheiten jedes Werfers. Im Allgemeinen erzeugen Pitcher mit hohem Druck eine Schwanzkraft, die nach oben schwebt, 3/4 Pitches erzeugen Schwanzkraft, die in die Innenecke des rechten Schlagmanns bohrt, und Pitcher mit niedriger Schulter erzeugen eine nach unten gerichtete Schwanzkraft.
Wenn ein linker Pitcher einem linkshändigen Schlagmann gegenübersteht, wirft er den Ball von der Innenecke des linken Schlagmanns zur Außenecke des linken Schlagmanns.
Brauner Kreis: Schwungbereich
Grün: Weg des Balls
Rotes Liniensegment: Der Bereich, in dem der Ball getroffen werden darf
(A) Ein linkshändiger Schlagmann steht einem niedrigschultrigen rechten Werfer gegenüber.
(B) Ein rechtshändiger Schlagmann steht einem rechtshändigen Werfer mit niedriger Schulter gegenüber.
(C) Ein linkshändiger Schlagmann steht einem linkshändigen Werfer gegenüber.
(D) Ein rechtshändiger Schlagmann steht einem linkshändigen Werfer gegenüber.
Ein solcher Ball erweckt beim Schlagmann nicht nur den optischen Eindruck, dass sich der Ball zunächst auf ihn zu und dann von ihm weg bewegt, sondern, was noch wichtiger ist, der Ball und die Schwungreichweite des Balls sind wahrscheinlich, dass er den Ball trifft. reduzieren. Der relativ schulterfreie Side Pitch nutzt hauptsächlich den Außeneck-Wechselball des rechten Schlagmanns als Hauptwaffe. Für den Rechtshänder ist die Schlagreichweite sehr gering, für den Linkshänder ist die Schlagreichweite jedoch sehr groß und er kann den Ball problemlos treffen.
Wie soll man sich umdrehen und fragen, warum man nicht sagt: „Rechtshänder haben Angst vor Schlägen mit der linken Hand, oder Rechtshänder haben Angst vor Schlägen aus der Schulter?“
Dazu muss man sagen, dass die meisten Würfe rechtshändig sind, so wie der Fänger Angst vor schnellen Beinen hat, es besteht kein Grund, diesen Punkt zu betonen!
Falsch!!! Man sollte sagen: Je größer die Kraft, desto weiter schlägt man.
Nach F=ma Newtons zweitem Bewegungsgesetz: (unter der Annahme, dass das Gewicht des Schlägers gleich der Geschwindigkeit des geworfenen Balls ist)
Das Gewicht des Schlägers beträgt [m], und je größer die auf den Schläger wirkende Kraft, desto größer ist die Beschleunigung [a].
Wenn die Schwunggeschwindigkeit hoch ist und die auf den Schläger wirkende Kraft nur im ersten Moment größer ist, dann ist es nur die Geschwindigkeit, nicht aber die Beschleunigung, die es unmöglich macht, den Ball weit zu schlagen.
Ob der Ball weit geschlagen wird oder nicht, bestimmt die Beschleunigung, die der Ball aufgrund der Kraft erzeugt, die in dem Moment, in dem der Schläger den Ball berührt, durch den Schläger auf den Ball einwirkt. Je größer die Kraft [F], desto größer die Beschleunigung.
Im Allgemeinen sagen wir also, dass der Schlagpunkt beherrscht werden muss, was bedeutet, dass die Kraft in dem Moment eingesetzt werden muss, in dem der Ball geschlagen wird, und das Gleiche gilt für das Herausziehen des Balls.
Zum Beispiel: Das schnelle Schwingen eines Schlägers entspricht der Motordrehzahl eines Autos im Leerlauf.
Der Moment des Auftreffens des Balls entspricht der Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei voller Beladung. Zu diesem Zeitpunkt sollte es durch die PS bestimmt werden. Wenn die Leistung nicht ausreicht, fährt das Auto natürlich nicht schnell.
Ja! Aber...
Rot hat einen Winkel von 45 Grad und die Trefferkraft beträgt 71 % (cos45).
Grün ist 0 Grad in Richtung der Schlagkraft ist 100 % (cos0)
Blau ist 30 Grad und die Schlagkraft beträgt 87 % (cos30).
Aufgrund der Bewegungskonstante und der gleichen Geschwindigkeit hat die im 45-Grad-Winkel geschossene Parabel die längste Flugweite. Allerdings ist nach dem Prinzip der Vektormechanik die Kraft, die im gleichen Winkel zur Bewegungsrichtung entsteht, am größten. Sofern also der Ball des Werfers nicht im 45-Grad-Winkel fällt und wir den Schläger im 45-Grad-Winkel schwingen, folgen wir andernfalls auch der Bewegungsrichtung, wenn der Ball gerade kommt. Dadurch fliegt der Ball im 45-Grad-Winkel heraus, sodass die Kraft auf die ursprünglichen 0.7 (cos45) reduziert wird und nicht weit fliegt.
Daher sind die anfänglichen Geschwindigkeitsbedingungen nicht dieselben und die Bewegungsgesetze können nicht vollständig angegeben werden.
Professionelle Baseball-Pitcher können den Ball beim Pitchen nach links, rechts, unten oder sogar nach oben bewegen, um dem gegnerischen Schlagmann auszuweichen. Die Physik dahinter lässt sich durch die erklären Magnus-Effekt. (Wenn der Rotationswinkelgeschwindigkeitsvektor eines rotierenden Objekts nicht mit dem Fluggeschwindigkeitsvektor des Objekts übereinstimmt, wird eine Querkraft in Richtung senkrecht zur Ebene erzeugt, die aus dem Rotationswinkelgeschwindigkeitsvektor und dem Translationsgeschwindigkeitsvektor besteht. Unter der Aktion Aufgrund dieser seitlichen Kraft fliegt das Objekt. Das Phänomen der Flugbahnablenkung wird als Magnus-Effekt bezeichnet.)
Es geht nur um Spin
Sobald der Werfer den Wurf beendet hat, wird der Baseballwurf von drei Faktoren beeinflusst: der Schwerkraft, dem Luftwiderstand und der Magnus-Kraft. Die Schwerkraft zieht den Ball nach unten, der Luftwiderstand verlangsamt ihn und die Magnus-Kraft ... hängt davon ab, wie der Ball geworfen wird. Wenn sich der Ball auf seiner Flugbahn vorwärts dreht, verändert sich der Druck auf den Ball, und der Magnus-Effekt erzeugt eine Kraft in Richtung der Balldrehung, die senkrecht zur Bewegungsrichtung des Balls verläuft.
Beim Baseball hat der Werfer mehr Kontrolle über den Spin des Balls als bei jeder anderen Sportart. Pitcher können dem Ball Topspin, Backspin oder Sidespin hinzufügen, je nachdem, wie er geworfen werden soll. Der Schwierigkeitsgrad jedes Wurfs variiert je nach Drehung. Mit zunehmender Schwierigkeit nimmt die Fehlerquote ab.
Fastballs sind am einfachsten zu werfen, da der Magnus-Effekt sie kaum beeinflusst. Der Vier-Naht-Fastball ist der Ball, den Werfer am häufigsten werfen. Beim Werfen eines Balls fügen Pitcher ganz natürlich einen Backspin hinzu. Der Backspin zwingt die Magnus-Kraft nach oben und der Ball landet langsamer als bei anderen Würfen, wodurch die Illusion entsteht, dass der Ball steigt. Andere Fastballs, wie der Two-Seam-Fastball und der Cutter, werden mit Spin geworfen, aber da sich der Ball so schnell bewegt, ändert der Magnus-Effekt seine Position nicht drastisch.
Ein Changeup ist ein Pitch, der hauptsächlich auf der Magnus-Kraftformation beruht. Der Curveball ist die wichtigste Abwechslung und wird von fast allen Startspielern der Major League Baseball (MLB) geworfen. Wenn ein Werfer einen Ball wirft, dreht er sein Handgelenk schnell und verleiht dem Ball dadurch viel Spin. Dadurch landet der Ball diagonal nach links (Werfer am rechten Handgelenk). Curveballs können äußerst effektiv sein, wenn sie richtig geworfen werden. Oftmals schwingen die Schlagmänner vergeblich wegen des Staubs, den sie aufwirbeln, oder sie verlassen sogar aktiv die Flugbahn eines in der Schlagzone geworfenen Balls.
Der Slider ist ein Pitch mit horizontaler Drehung, er verändert sich also seitwärts (von rechts nach links für rechtshändige Pitcher). Die Optionen beim Werfen eines Screwballs ähneln denen eines Curveballs, außer dass er von rechts statt von links fällt (Pitcher mit rechtem Handgelenk). Pitcher werfen auch andere Arten von Changeups, aber es handelt sich in erster Linie um Variationen der oben beschriebenen Pitches. Beispielsweise landet ein 12-6 Curveball direkt ohne seitliche Bewegung.
Der Fingerschlag ist einer der spektakulärsten Tonhöhen überhaupt, und der Magnus-Effekt ist eigentlich sein Feind. Wenn ein Ball mit der Fingerspitze zum Fänger geworfen wird, dreht sich der Ball im Idealfall nur einmal. Da es keinen Spin gibt, entsteht hinter dem Ball ein Karman-Wirbel, wie Ed in seinem WM-Blog erklärt. Gate Vortex Street erzeugt leichte Schwankungen in der Ballbewegung, die ausreichen, um den Schlagmann zu umgehen. Tatsächlich weiß selbst der Werfer bei einer tollen Fingerbewegung nicht, wo er landen wird. Wenn sich der geworfene Ball jedoch zu stark dreht, wird die Bewegung des Balls aufgrund des Magnus-Effekts ausgeglichener und bildet eine gerade Flugbahn, was das Schlagen erleichtert. Bei korrektem Wurf springt der Ball von einer Seite zur anderen, wie Sie im animierten GIF sehen können.
Der Schlüssel zu einem effektiven Pitching liegt darin, verschiedene Arten von Pitches zu kombinieren, um zu verhindern, dass der Schlagmann die Flugbahn des Balls vorhersagt und ihn aus dem Gleichgewicht bringt. Beim Pitchen sollten Pitcher auch ihre Pitchbewegungen verbergen, damit die Batters anhand ihrer Bewegung nicht erkennen können, wohin der Ball geht.
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