上一页 下一个

18新利最新登入棒球的物理原理是怎样的

作用在螺距上的力

我们可能打棒球有一天在月球上,但那不会很令人兴奋,尤其是对投手.这是因为投手依靠空气阻力投掷曲线球和滑球等破坏性球,并让击球手猜测。要理解这是如何工作的,需要上18新利最新登入一节空气动力学速成课。空气动力学是物理学的一个分支,研究移动空气的特性,以及固体在移动时如何与空气相互作用。

投手投掷的棒球在向本垒板跑去的过程中,会把空气分子推开。当它们遇到球的前缘时,分子向上流动,然后再次聚集在一起,在球后面产生尾流。对于一个缓慢移动的球,作用在球上的总压力保持不变,但空气的“粘性”产生了一种类似摩擦力的力,称为粘滞阻力.当一个球移动得越来越快时,阻力就变得越来越复杂。对于这样的球,空气实际上并没有到达表面,而是在球体周围形成了一个光滑、安静的边界层。当速度低于50英里每小时(80公里每小时)时,这个由循环空气分子组成的迷你漩涡仍然完好无损,空气在球周围流动顺畅。然而,随着球的加速,摩擦力开始剥离这一层,这就18新利最新登入在球的后面产生了一个湍流区和更低的压力。球前部的高压占了上风,并施加了第二个阻力,称为压差阻力

广告

旋转也会影响气流。一个棒球离开投手的手,有明显的旋转,将经历一个力,称为马格努斯效应,它与旋转轴成直角。考虑从投手丘上方看一个逆时针旋转的投球。三垒周围的空气比一垒周围的空气流动得更快。在速度较快的一侧,边界层将向上游剥离得更远,使尾流向第三底偏转。三垒一侧的阻力大于一垒一侧的阻力,所以球向一垒弯曲,与旋转轴成直角。

马格努斯力解释了投手如何投掷,正如克拉什·戴维斯(C18新利最新登入rash Davis)所说的那样,“邪恶的破坏性东西”。举个例子,投球手要投出快球,他的中指和食指相对靠得很近,并穿过鞋带。当球从投手手中出来时,它有明显的后旋,这意味着它的旋转轴与球场平行。马格努斯力,在这种情况下,向上推球,反向作用重力

击球手经常说这样的球在接近本垒板时“跳”起来,但更有可能的是马格努斯力只是阻止它像正常情况下那样快速下落。另一方面,一个好的曲线球,有更多的旋转,但速度更小。不仅如此,如果扔得好,它还会有上旋和侧旋,即自旋轴在水平和垂直之间。马格努斯力也作用于一个角度,导致球向一边分解,有时多达15英寸(38厘米)[来源:内森]!

特色
Baidu