Скрытая физика простой игры в бейсбол

12

Возможно, вы думаете, что понимаете бейсбол. Это игра бросков, ударов и ловли. Именно такой совет дал менеджер своей команде в фильме «Бык из Омахи», когда она снова проиграла. Он швыряет биты в душ и кричит об этом. Логика чиста. Логика проста.

Но любой, кто хоть раз пытался бросить «наклбол» (мяч с хаотичным движением), знает правду. Мяч не хочет лететь. Он хочет танцевать. Он хочет делать то, что хочет. Ударить по кривому мячу? Это совсем другая история. Поймать флай-бол в глубоком центральном поле? Вы играете в совершенно другой вид спорта по сравнению с тем, что описал менеджер.

Крэш Дэвис, ветеран-перехватчик, роль которого исполнил Кевин Костнер, предлагает лучшее объяснение. Он пытается научить своего неукротимого питчера повысить свой средний показатель ударов (batting average). Он не говорит о силе. Он говорит о математике.

Вы знаете разницу между показателем в .250 и .300? Это 25 хитов. Двадцать пять хитов при 500 выходах на биту — это 50 пунктов, ясно? Сезон длится шесть месяцев, что составляет около 25 недель. Это значит, что если вы будете делать один дополнительный хит в неделю, всего один, гок (удар по земле), вы получите хит по земле, вы получите хит с хорошим выбором, вы получите хит «умирающая перепелка», всего одна дополнительная «умирающая перепелка» в неделю, и вы окажетесь в «Янки Стэдиум».

Это ближе к реальности. Бейсбол — это игра чисел. У игроков нет степени по математике. Это не обязательно. Они опытные математики. Они интуитивно понимают физику. Игра подчиняется тем же принципам, которые управляют движением планет. Она следует правилам автомобильных аварий. Она подчиняется законам полета самолетов. Исаак Ньютон живет в каждом бейсбольном поле. Бьющий, выбивающий хоум-ран, не цитирует свои три закона движения. Но он использует их каждый раз, когда выходит на биту.

Вот наука, стоящая за этой интуицией. Мы разберем физику. Мы рассмотрим броски, удары и ловлю. Мы начинаем на питчерской горке.

Физика броска

Вы стоите на резиновой пластине. Вы находитесь в 60,5 футах (18,4 метра) от домашней базы. Это расстояние фиксировано. Оно не менялось с 1893 года. Оно создает определенный набор ограничений.

Когда вы бросаете, вы двигаете не только рукой. Вы создаете крутящий момент. Вы передаете энергию от ног через бедра к верхней части тела и, наконец, к руке. Это кинетическая цепь. Если одно звено слабое, мяч теряет скорость. Если одно звено смещено, мяч полетит туда, куда вы не хотите.

Угол выпуска важен. То же самое касается вращения. Фастбол вращается вперед. Создается восходящая сила, которая противодействует гравитации. Это эффект Магнуса. Воздух движется быстрее над верхней частью мяча, чем под ней. Разница в давлении поднимает мяч. Это создает иллюзию, что мяч «взлетает», хотя он падает. Это иллюзия. Но она физична.

Кривой мяч вращается иначе. У него переднее вращение. Эффект Магнуса толкает его вниз. Он падает быстрее, чем фастбол. Питчер использует эту разницу, чтобы обмануть отбивающего. Отбивающий видит мяч в момент выпуска. У него есть миллисекунды, чтобы принять решение. У него меньше времени на удар. Физика вращения заставляет мяч двигаться неожиданным образом.

Почему питчер тренирует свой хват? Потому что швы взаимодействуют с воздухом. Швы создают турбулентность. Они контролируют пограничный слой. Они определяют, как движется мяч. Это не магия. Это гидродинамика.

Геометрия удара

Теперь вы на бите.