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棒球投手需要知道那些科学知识?

2016-8-19 11:29| 发布者: admin| 查看: 3580| 评论: 0 |来自: 毅挚棒垒球训练室

简介:也许你不需要知道投球背后的原理就可以投出好几种变速球,但是,如果你不仅能投出各种刁钻球路,还能跟别人显摆背后的科学原理,作为一名投手的逼格,立马能够直线上升,突然有种策马追寻已遗失智商的冲动。棒球的旋 ...


也许你不需要知道投球背后的原理就可以投出好几种变速球,但是,如果你不仅能投出各种刁钻球路,还能跟别人显摆背后的科学原理,作为一名投手的逼格,立马能够直线上升,突然有种策马追寻已遗失智商的冲动。



棒球的旋转



对大多数投手投球时,都是从上往下挥臂投出,所以这颗棒球的后面(靠投手的一面),会很自然地被投手的手指带动而往下旋转,于是这颗球就以「后面向下、下面向前、前面向上、上面向后」的方向旋转,朝本垒板上空的好球带飞去。



投手要投变化球,就要在出手时,用手指或手腕的力量,改变棒球的旋转方向,藉著「白努利定律」(也就是「速度较快的气流,压力较小」)使球转弯。




白努利定律


高中时候学习流体力学的时候,老师举过火车月台的例子,火车进站时,不要太靠近铁轨,因为当火车从我们面前经过是,车厢和我们之间的气流速度很快,压力降低,而我们身后的地方,压力不变;前后的气体压力的合力向前,所以会把我们往车厢的方向推动,体重较轻者或是小孩子,很容易发生危险。还有飞机升力的原理也是如此。



当一颗球边转动边前进时,转动两侧的气流速度会不一样,一般人投的「后面向下、下面向前、前面向上、上面向后」旋转的棒球,由于气流方向跟球前进方向相反,会由前往后,结果经过棒球下侧的气流,会被「向前」的旋转减慢速度,而上侧的气流则会加速;于是这颗棒球的上侧压力变小,下侧压力变大,
若不考虑重力的影响,球会稍往上飘。


常见受到白努利效应影响而改变方向的球种有快速直球、伸卡球、滑球、卡特球和曲球。另外变速球是因为和快速直球有明显速差而发挥威力,指叉球是减少旋转使风阻增加,让球「煞车」,重力就会使球下坠。





球路图






球路解析


快速直球



四缝线快速球


四缝线快速球85-100 mph)



四缝线快速球握法


快速直球分为「四缝线」和「二缝线」两种,都是用食、中两指,在出手同时用力往下扣,加强球的「后面向下」旋转,产生上飘效果,旋转越快,上漂效果越好。

棒球表面平滑,所以球面上凹凸不平的缝线,是球体穿过空气时最主要的摩擦力来源;而所谓四缝线直球,就是球每转一圈,气流会经过四道缝线,二缝线直球则只经过两道缝线。



二缝线快速球



二缝线快速球(伸卡球)80-90 mph



二缝线快速球(伸卡球)握法


快速直球的食、中两指是在球的后面由上往下扣,伸卡球则是在扣的时候,增加往左边扣的力量,使扣的方向变成由右上往左下扣,增加球的侧旋,旋转方向是「左边向前、前面向右、右边向后、后面向左」(从高空鸟瞰是顺时针旋转),根据白努利定律,这种球会向右打者的内角偏转。

伸卡球以侧旋为主,造成球上飘的旋转相对减少,这种「不太会上飘」但「速度接近快速直球」的球,在准备打快速上飘球的打击者眼中,就变成下坠,这也是「伸卡」(sinker,下沉的意思)一词的由来。



指叉球



指叉球



指叉球75-85 mph


指叉球握法


指叉球是把球夹在食、中两指之间,投出时只有这两指的内侧贴住球皮,所以带动的旋转较少,不到快速直球的一半,旋转方向则和快速直球相同。这种旋转较少的球,前进时遇到的风阻会增加,就像煞车一样,使球速在行进过程中减慢较多,这样重力效应就会在球路末段、也就是球靠近本垒时,显得相对较强,使球看起来像是突然下坠。



③滑球、卡特球和曲球



滑球



滑球80-90 mph



滑球握法


滑球和卡特球是用手指造成球的旋转,滑球的手指从球的右前方下扣,使球除侧旋外,还会稍微下坠(因为和快速直球旋转方向相反),所以看起来就像完全相反的伸卡球;



卡特球



卡特球(85-95 mph)



卡特球(切球)握法


卡特球(cut)是英文音译,意译的话应该叫切球,因为出手时就像用手指切过球的右侧表面,使球只有侧旋,因此球看起来会像是水平而不坠落的进垒,球速比滑球快,但转弯幅度较小。



曲球



曲球(70-80 mph


曲球握球


曲球和滑球旋转方向相同,都是向右打者外角坠落,但曲球是扭动手腕造成棒球旋转,因此使球前进的力量减弱,球速较慢,但旋转增强,变化幅度较大。



④变速球



变速球



变速球(70-85 mph)



变速球握法其一



掌心球



掌心球(65-75 mph)



掌心球握法其一



指圈变速球



指圈变速球(70-80 mph)



指圈变速球握法


变速球是利用力量较小的后三指将球释出,减少对球的旋转与球速。出手时挥臂速度和姿势都和快速直球很像,但是球速却没那麽快,让打者挥棒过早而措手不及。



⑤蝴蝶球



蝴蝶球



蝴蝶球握法其一


蝴蝶球握法其二


边界层剥离理论:蝴蝶球会乱飘的原因不是白努利定律,而是「边界层剥离」。当一颗球在大气中快速前进时,在球的表面会有一些空气跟著球一起移动,形成一层很薄的空气层,就是「边界层」。若是一颗表面均匀、没有缝线的球,边界层会从球的最前面开始形成,到后面逐渐「剥离」,就是脱离球的表面,回到大气中;边界层剥离处的压力,比边界层存在处的压力小。


但是棒球表面有粗糙的缝线,边界层一碰到缝线就会马上剥离。蝴蝶球几乎不旋转,在前进过程中,边界层会在不同位置的缝线处,交替剥离,这一瞬间若在左边剥离,就会使左边压力减小,右边压力相对较大,使球往左偏;但下一刻,可能变成右边剥离,球又会往右偏,结果就使球左右乱飘。



【注释】

棒球球速的两种单位:英里(Miles)(美国),公里(Kilometers)(日本、台湾)。

1 英里约等于 1.6 公里,所以如果一颗球有 90 英里,乘上 1.6 之后大约是 144 km/h 。 

1 公里约等于 0.62 英里,如果一颗球有 150 公里,乘上 0.62 之后大约是 93 MPH。



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