棒球投球背后隐藏的物理学

关注棒球PIE

一个和棒球共同成长、与你分享快乐棒球趣事的原创平台

棒球PIE原创,转载请在后台输入“授权”

职业棒球投手们可以在投球时使它向左、向右、向下,甚至向上运动,以使球避开对面的击球手。这背后的物理学就可以通过马格努斯效应解释。(当一个旋转物体的旋转角速度矢量与物体飞行速度矢量不重合时,在与旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力。在这个横向力的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象称作马格努斯效应。)

一切都在于旋转

投手完成投球后,棒球投掷将受到三个因素影响:重力、拖曳力,以及马格努斯力。重力会把球向下拉,拖曳力会减慢球的速度,而马格努斯力…则取决于球的投掷方式。随着球在飞行路径上旋转前进,球上会出现压力变化,马格努斯效应会在球的旋转方向上产生一个垂直于球运动方向的力。

在棒球中,投手对球旋转的控制要高于任何其他运动。投手可以按照他们希望的投掷方式使球上旋、下旋,或侧旋。每次投掷的难度会因旋转而异。随着难度的提高,误差范围将降低。

投掷分析

◆快球

快球最容易掷出,因为马格努斯效应对它的影响非常小。四缝线快球是投手们最经常投出的球。投球时,投手们会非常自然地加入一个后旋。后旋使马格努斯力向上,球的落地速度将慢于其他投掷方法,使人产生一种球在上升的错觉。其他快球,比如二缝线快球和切球,都是投出的旋转球,但因为球的移动速度非常快,马格努斯效应不会大幅改变其位置。

(快球,从击球手角度看到的由右腕投手投出的球)

◆变化球

变化球是主要依赖马格努斯力形成的投球。曲球是最重要的变化球,几乎所有美国职业棒球大联盟 (MLB) 先发投手都会这种投掷方式。投手投球时,会快速扭转手腕,让球产生极大的旋转。这会使球向左沿对角线落地(右腕投手)。如果正确投出的话,曲线球会非常有效,此时击球员往往只能对着扬起的灰尘徒劳挥杆,甚至主动离开投在好球区的球的击球路线。

(曲球,从外部开始,然后曲线前进,最终形成一击)

滑球是带有水平旋转的投球,因此会侧向变化(右腕投手为从右向左)。螺旋球投掷时的选择类似于曲球,除了它会从右边而非左边落下(右腕投手)。投手还会掷出其他类型的变化球,不过它们主要是上文描述的这些投球的变体。例如,一个 12-6 曲球会直接落地,不会产生任何横向移动。

(滑球,看起来很像快球,但会滑过好球区)

(螺旋球,看起来很像快球,但会沿曲线向下,并通过好球区)

◆弹指球

弹指球是所有投球中最壮观的一种,马格努斯效应其实是这类球的敌人。理想情况下,向捕手掷出一个弹指球后,球仅会旋转一次。由于没有旋转,球的后面会出现卡门涡街,正如 Ed 在世界杯博客中解释的那样。门涡街会使球的运动产生轻微波动,这足以绕开击球手。事实上,对于一个很棒的弹指球,即使投手也不知道它最后会落在哪里。但如果投出的弹指球旋转过多,球的运动就会因马格努斯效应变得比较均衡,并形成一条笔直的轨迹,这将很容易击打。正确掷出时,球会从一侧跃至另一次,正如您在 GIF 动画中看到的那样。

有效棒球投掷的关键

有效投球的关键是结合不同类型的投球,让击球手无法预测球的轨迹并失去平衡。投球时,投手也应该隐藏好他们的投球动作,以免击球手从他们的动作中猜到球将飞往何处。

◆

◆

END

✄科普PIE经典

✎

✎

✄成长PIE经典

✎

✎

✎

✎

✎

✎

✎

✎

棒球PIE (微信ID:baseballpie)

快乐棒球情感分享社区

为棒球人搭建的沟通平台

扫一下关注原创好文

【合作、转载、投稿】

微博@棒球PIE

邮箱:63738297@qq.com 201433@qq.com

客服小PIE:ballpie返回搜狐,查看更多

阅读 ()
平台声明
该文观点仅代表作者本人,搜狐号系信息发布平台,搜狐仅提供信息存储空间服务。