木拍和铝拍哪个打得更远?

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1979年,在道奇队的日子里,企鹅(又名罗恩·西)拿着一根铝球棒摆姿势。查看更多体育图片
Michael Zagaris/MLB Photos via盖蒂图片社

在早期棒球在美国,所有的蝙蝠都是木头做的,通常是灰,这意味着它们的表现始终如一。如果一个球员把球击得更远,你可以认为这个人的挥杆技术或体力是潜在的原因。然后,在20世纪70年代,铝制球棒开始在钻石上敲击,几乎立刻,观察家们开始怀疑击球手的金属是否比他的勇气更重要。尽管争议在美国,铝球棒成为了业余棒球的主要产品,因为路易斯维尔重击手(Louisville Slugger)和罗林斯(Rawlings)等制造商推出了全系列的金属和复合球棒。

在比赛中,其中一些蝙蝠造成了严重的伤害,甚至死亡。2003年,美国军团投手布兰登·帕奇(Brandon Patch)被一根金属球棒击中太阳穴,当场死亡。类似的悲剧发生在2005年和2006年。所有这些事件都引起了争论和讨论,但它们并没有客观和定量地证明铝球棒是否比木球棒击球更强、更远、更快。幸运的是,科学已经能为这个话题提供一些重要的见解。

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首先,让我们从铝球棒的不同之处开始。最大的区别,除了金属和。木制的东西,是铝拍是空心的,而木拍是实心的。如果你沿着铝球棒的长度切割,你会发现一个薄壁桶包围着一个空气腔。唯一坚固的部分是把手,里面填充了一种黑色的橡胶状材料。这意味着你可以在不增加不必要重量的情况下使铝球棒变长。专家们将这种特征称为蝙蝠的特征下降重量单位为盎司减去长度单位为英寸。铝球棒的滴度通常为-3(例如,30盎司减去33英寸)。木蝙蝠的滴度为-1或-2(30盎司减去31或32英寸)。

另一个关键的区别是蝙蝠的位置质心厘米),或平衡点。因为铝制球棒的球管是中空的,球柄是实心的,所以球棒的CM会向球柄移动。木棒是彻头彻尾的固体,所以它的CM倾向于位于枪管的更下方,更接近末端。平衡点向手柄靠拢的偏移使铝拍的压力降低很多惯性矩,一个描述物体抵抗角加速度的倾向的术语。

由于这些差异,与相同长度的木拍相比,铝拍更容易摆动。事实上,增加球棒的速度也会增加击球速度,或论坛这比增加一只蝙蝠的质量要多得多。根据一些研究,蝙蝠的重量翻倍会使BBS增加17%左右。但是,如果摆动速度增加一倍,BBS的数量就会增加3518新利最新登入%。事实上,你每增加一英里(1.6公里)每小时的挥杆速度,球就会多飞8英尺(2.4米)[来源:科伯恩]。

但这并不是故事的结局。

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不仅仅是重量:铝vs木材

铝球棒和木球棒击球时的表现完全不同。两种蝙蝠都在撞击的瞬间震动,但木蝙蝠只在一个方向震动——沿着身体的长度。这些低频弯曲振动耗散了大量与bat-ball碰撞,这意味着木球棒不能给球提供足够的能量。

铝拍在两个方向上振动——随着金属外壳的挤压和收缩,沿其长度和径向振动。第二类振动发生在一组频率中,称为箍模式.基本频率,或第一环模式,在碰撞过程中起着弹簧的作用,向内压缩,然后向外膨胀,并将大量能量返回到球中。这种“蹦床效应”是铝制球拍使击球速度更快的另一个原因。

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结论:非木质球棒确实能使击球速度更快,从而使直线击球更难,飞球更深。但是,嗯哼,这个故事还有一个铝衬里:用于制造金属球棒的过程可以严格控制。通过微调合金的选择和制造工艺,罗林斯和路易斯维尔棒子这样的公司可以生产出这种金属球棒表现得更像木蝙蝠.2011年,NCAA实施了一项新标准,有效地要求非木质球棒的击球速度不超过木质球棒,自那以来,击球率、场均本垒打和得分率都达到了30多年来的最低水平[来源:NCAA:罗素]。

作者的注意

支持铝制球棒的一个理由是,拥有铝制球棒的成本更低,主要是因为它们不会损坏。但是环境成本呢?我想知道哪种蝙蝠制造过程的碳足迹更低?可能会成为争议的一个有趣的边栏。

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来源

  • 科伯恩,Davin。《棒球物理学:本垒打的解剖》受欢迎的力学。2009年12月18日。(2012年7月7日)http://www.popularmechanics.com/outdoors/sports/physics/4216783?click=main_sr
  • 内森,艾伦,丹尼尔·a·拉塞尔和劳埃德·v·史密斯。“棒球和垒球棒中蹦床效应的物理学”体育工程国际体育工程协会,2004年。(2012年7月7日)http://webusers.npl.illinois.edu/~a-nathan/pob/trampoline-v6.pdf
  • 内森,艾伦。“木球棒对铝球棒。”棒球物理学。伊利诺伊大学。2007年4月16日。(2012年7月7日)http://webusers.npl.illinois.edu/~a-nathan/pob/al-vs-wood.pdf
  • 罗素,丹尼尔A。铝和复合球棒:大学棒球的性能标准。棒球和垒球棒的物理学和声学“,”宾夕法尼亚州立大学。(2012年7月7日)http://www.acs.psu.edu/drussell/bats/NCAA-stats.html
  • 拉塞尔,D.A.“呼啦圈频率可以预测垒球棒的表现。”体育工程国际体育工程协会,2004年。(2012年7月7日)http://www.acs.psu.edu/drussell/bats/Papers/Russell_HoopFreq-ISEA2004.pdf

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