Die Physik hinter Galileos Baseballfeld

Die Physik hinter Galileos Baseballfeld

野球の中身はどんな感じですか?野球の物理学を理解することで、どのようにスキルを向上させることができますか?これはすべての野球選手が知りたい質問のはずです。

野球ボールの芯は、ゴム層で包まれたコルクボールで、卓球ボールほどの大きさです。外側は厚い毛糸でしっかりと巻かれており、一番外側に見えるのは革とステッチです!

In diesem Blog, Hochwertige Materialien und langlebiger Baseballkäfigweltweit vertrauenswürdig fürGalileo-Sportが、野球の背後にある深い物理学を探求し、その原理を理解して適用することで、野球のレベルが飛躍的に高まります。

野球の物理原理を探求する準備はできていますか?さあ行こう!

無償努力の法則

ベルンハルトの法則で説明される現象は、気体の流速が速くなると圧力が低くなり、気体は圧力の高いところから低いところへ流れることを意味します。写真のボールのように、回転により上のブロックは下のブロックよりも速度が遅いため、圧力は下のブロックよりも小さくなります。

ボールは上に浮きますので、回転方向が逆の場合はボールが大きく落ちます。言うのは簡単ですが、実際に捨てるのは全然違います!そして野球の技術の向上に伴い、変化球にも変化が複数あります。前述の縦変化球以外にも、リリース方法の違いによる横変化球や、あまり回転がかからず不安定なフィンガーボールもあります。等

物理学に関するいくつかの質問

なぜボールが変化するのでしょうか?

変化球はメカニクスの概念に基づいて2種類に分類される

  1. 回転タイプ:2つの流体力学オブジェクト間で測定される流体の流量差に応じて、圧力差が生じます。一般的な航空機の翼の原理と同様です。ボールが回転して前進するとき、空気の流れが速い側の圧力は、空気の流れが遅い側よりも大きくなります。一方ではボールが横圧力を生み、変化する。
  2. 重力式:ボールは自重と重力により重心方向に移動します。たとえば、タンブラーやバドミントンの羽は飛んでいるときは常に後ろにあります。

ボールは本当に蝶のように飛びますか?

ボールは100均の素材ではないため、丸い形をしています。ボールの重心は必ず形状の中心(重心)にはなく、若干の誤差が生じます。ボールが一周するとき、ボールの回転中心は時間要因によって異なります。重心は同じ点になります。物体に外力が作用すると、その重心は外力の方向に移動します。ボールが前方に移動していて回転していない場合、ボールの重心は前方に移動します。

テレビで見る指で弾くボールはほとんど回転しません。実はまだ少し回転しています。このわずかな回転により、重心が回転し、位置が変わります。前進する力が非常​​に小さい場合、ボールは瞬時に重心に向かって移動します。その力や重心の位置も常に変化し、ボールは上下左右に動きます。

ボールの質とは何ですか?

実際、ボールの重さは打者のスイングの打点までの速度によって決まります。重い球質を持つ投手は、一般的に身長が高いか、体の調整が優れています。

背が高く手の長い投手が投げるときの腕の回転速度(Rpm)が手の短い投手と同じであれば、投手の球速(接線方向の移動速度)は速くなります。

全身の調整が優れている投手は、体のすべての部分に利用可能なすべての力を使用します。手の力だけで投げる投手に比べれば、投げるときの腕の回転速度(回転数)が同じであれば、球速(接線速度)は速くなければなりません。素早い。

通常の打者と比べて、バットをリリースするタイミングは投手の腕の回転の視覚的な反応に基づいています。投手の腕の回転速度(回転数)が同じでも、その反動よりも球速が速い場合、いわゆるバットリリースが遅すぎるため、ボールは当然遠くに飛ばなくなります、これがいわゆる「バットリリース」です。重いボール。

ボールのテールパワーはどれくらいですか?

通常、テールの強度については 2 つの意見があります。

1つ目は、ボールがストライクゾーンに入る速度からボールが放たれる速度を差し引いた速度の差です。

2つ目はストライクゾーンに入る速球の変化だ。

青の曲線:時速約160kmで本塁まで0.4秒
赤の曲線:時速約130kmで本塁まで0.5秒

一般に、それらのほとんどは 2 番目のタイプを指します。実は、直球を放つときのボールの回転速度は変化球とほぼ同じなのです。直球の前進力が大きくなっただけで、変化は目に見えない。チャートを作ってみましょう。縦軸はボールからホームベースまでです。横軸はリリース方向からのボールの偏差である。ボールスピードが速いほど、カーブの曲がりが顕著になることがわかります。これは、ボールの飛行経路はまったく同じですが、ボールの速度が速いほど、ボールの視覚的な変化が大きくなることを意味します。

それでも直球の回転力は投手それぞれの打ち方の癖によって異なる。一般に、高圧投手は上向きに浮くテールパワーを生み出し、3/4ピッチは右打者の内角に食い込むテールパワーを生み出し、肩の低い投手は下向きのテールパワーを生み出します。

 

左投げは左利きを倒し、横投げは左利きを怖がらせる。ポイントは何ですか?

左投手が左打者と対戦する場合、左打者の内角から左打者の外角にボールを投げます。

茶丸:スイング範囲
緑: ボールの軌道
赤い線分: ボールが当たる可能性のあるエリア

(A) 左打者は肩の低い右投手と対峙する。

(B) 右打者は肩の低い右投手と対峙する。

(C) 左打者は左投手と対戦する。

(D) 右打者は左投手と対峙する。

このようなボールは、打者に、ボールが最初に自分に向かって動き、次に遠ざかるという視覚的な印象を与えるだけでなく、より重要なことに、ボールとボールのスイング範囲がボールに当たる可能性が高いということである。減らす。比較的肩が低いサイド投球で、主に右打者の外角チェンジアップボールを武器にする。右打者の場合は飛距離が非常に狭いですが、左打者の場合は飛距離が非常に広く、楽にボールを打てます。

振り返って、なぜ「右利きの人は左のショットを恐れているのか、右利きの人は肩の低いショットを恐れているのか」と言わないのかと尋ねるにはどうすればよいでしょうか。

これは、捕手が速い足を恐れているのと同じように、ほとんどの投球は右投げであると言うべきですが、この点を強調する必要はありません。

バットを速く振るほどボールは遠くに飛びますか?

間違っている!!!パワーが大きければ大きいほど、より遠くまで飛ばせると言えるでしょう。

F=ma ニュートンの運動の第 2 法則によると: (バットの重量が投げられるボールの速度と同じであると仮定)

バットの重さは[m]であり、バットにかかる力が大きいほど加速度[a]は大きくなります。

スイングスピードが速く、最初の瞬間だけバットにかかる力が大きくなってしまうと、加速度はなくスピードだけでボールを遠くに飛ばすことはできません。

ボールを遠くに飛ばせるかどうかは、バットがボールに接触した瞬間にバットを介してボールに作用する力によってボールが発生する加速度を決定します。力[F]が大きいほど加速度も大きくなります。

ですから、一般的に打点をマスターする、つまりボールを打つ瞬間に力を入れないといけないと言われますが、ボールを抜く場合でも同じことが言えます。

例: バットを速く振ることは、ニュートラルの車のエンジン速度に相当します。

ボールを打つ瞬間は、満載時の車両の速度に相当します。この時は馬力で決めると良いでしょう。もちろん馬力が足りなければ車は速く走れません。

基準線のように地面に対して45度の角度で打ったボールが一番遠くに飛びますか?

はい!しかし...

赤は45度、命中力は71%(cos45)
緑は打撃力100%(cos0)の方向の0度です。
青は30度、打撃力は87%(cos30)

運動定数と同じ速度によると、45度で放った放物線が最も飛距離が長くなります。しかし、ベクトル力学の原理によれば、進行方向と同じ角度に発生する力が最も大きくなります。したがって、投手のボールが45度で落ちて、バットを45度で振らない限り、そうでなければ、ボールが真っすぐに来れば、進行方向にも追従してしまいます。その結果、ボールは45度で飛び出すため、力は本来の0.7(cos45)まで低下してしまい、遠くまで飛ばなくなります。

したがって、初速度の条件は同じではなく、運動法則を完全に引用することはできません。

ピッチングの物理学

プロ野球の投手は、投球中にボールを左右上下に動かし、相手打者を避けることができます。この背後にある物理学は、マグナス効果によって説明できます。 (回転する物体の回転角速度ベクトルとその物体の飛行速度ベクトルが一致しない場合、回転角速度ベクトルと並進速度ベクトルで構成される面に垂直な方向に横力が発生します。この横方向の力により、物体は飛行します。軌道が偏る現象はマグナス効果と呼ばれます。)

重要なのはスピンです

投手が投球を完了すると、野球の投球は重力、抗力、マグナス力という 3 つの要素の影響を受けます。重力はボールを下に引っ張り、抗力はボールの速度を低下させ、マグナス力は...ボールの投げ方によって異なります。ボールが飛行経路上で前方に回転すると、ボールにかかる圧力が変化し、マグナス効果により、ボールの動きの方向に対して垂直なボールの回転方向に力が生じます。

野球では、投手は他のどのスポーツよりもボールの回転をよりコントロールできます。投手は、ボールにトップスピン、バックスピン、またはサイドスピンを加えて投げることができます。各スローの難易度はスピンによって異なります。難易度が上がるにつれて、誤差の範囲は減少します。

投球分析

◆速球

速球はマグナス効果の影響をほとんど受けないため、最も投げやすいです。フォーシーム速球は投手​​が最も頻繁に投げるボールです。ボールを投げるとき、投手は自然にバックスピンを加えます。バックスピンによりマグナス力が上向きに強制され、ボールの着地が他のスローよりも遅くなり、ボールが上昇しているかのような錯覚を与えます。ツーシーム速球やカッターなどの他の速球は回転をかけて投球されますが、ボールの動きが非常に速いため、マグナス効果によって位置が大きく変化することはありません。

◆変化球

チェンジアップは主にマグナスの力の形成に依存するピッチです。カーブボールは最も重要なチェンジアップであり、メジャーリーグベースボール (MLB) のほぼすべての先発投手が投げます。投手がボールを投げるとき、手首を素早くひねり、ボールに多くのスピンを与えます。これにより、ボールは左斜め(投手の右手首)に着地します。カーブボールは、正しく投げれば非常に効果的であり、多くの場合、打者が投げる粉塵に無駄にスイングしたり、ストライクゾーンに投げられたボールの軌道から積極的に外れたりすることさえあります。

スライダーは横回転のある球種なので、横方向(右投手の場合は右から左)に変化します。スクリューボールを投げるときのオプションはカーブボールと似ていますが、左からではなく右から落ちる点が異なります (右手首の投手)。投手は他のタイプのチェンジアップも投げますが、それらは主に上記の投球のバリエーションです。たとえば、12-6 のカーブボールは横に動くことなく直接着地します。

◆フィンガーボール

フィンガーフリックはすべての投球の中で最も華麗な投球の 1 つであり、マグナス効果は実際にはその敵です。理想的には、指先のボールがキャッチャーに投げられるとき、ボールは 1 回だけ回転します。エドがワールドカップのブログで説明しているように、スピンがないため、ボールの背後にカルマン渦が現れます。 Gate Vortex Street はボールの動きにわずかな変動を生み出し、打者を回避するのに十分です。実際、素晴らしい指のフリックでは、ピッチャーですらそれがどこに終わるかわかりません。ただし、弾かれたボールに回転がかかりすぎると、マグナス効果によりボールの動きがバランスよくなり、真っすぐな軌道を描くので打ちやすくなります。アニメーション GIF でわかるように、正しく投げると、ボールは一方の側からもう一方の側にジャンプします。

効果的な野球の投げ方の鍵

効果的な投球の鍵は、打者がボールの軌道を予測してバランスを崩さないように、さまざまな種類の球種を組み合わせることです。投球するとき、投手はまた、打者が自分の動きからボールがどこに行くのかを推測しないように、投球動作を隠す必要があります。

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