2007年4月19日 星期四

俺投的球會轉彎


一般球類運動,球的行進軌跡要維持穩定,主要依靠的是流體力學當中的"白努利定律",也就是球體旋轉時所造成的氣流壓力差。而棒球這項運動,為了使打擊者不易掌握球的行進路徑進行有效的揮擊,有人便想出了反其道而行的指叉球(ForkBall)和彈指球(KnuckleBall)兩種持球方式。目的都是為了讓球在進行途中儘可能減少旋轉的次數。例如紅襪隊的投手 Wakefield,他的彈指球從出手到本壘板之間,旋轉的次數只有一圈半,就是一個極為著名和成功的例子。

當投手投出的球不旋轉的時候,何以會造成打擊者的困擾? 這是因為棒球的球體表面並非是規則而光滑的,尤其是相對粗糙、凸出於表面的縫線。許多朋友都知道,高爾夫球上面密密麻麻的小圓坑,是為了讓球飛得更隱更遠。依照成大系統及船舶機電工程系陳政宏教授的解釋:


高爾夫球在空氣中飛行時,空氣在球體四周,會產生薄薄的「邊界層」,邊界層到球的後方,會開始剝離,剝離處壓力較小。
當球體光滑時,邊界層會比較早剝離,使得球後方壓力減小,但這股後方壓力也是球體被往前推的重要力源,而高爾夫球球體的小洞會使邊界層剝離時間延後,往前推的力量相對較強。


相較於表面規則、不易變形且重量較輕的高爾夫球,棒球更易在飛行途中受到邊界層不規則剝離,也就是一般所稱"紊流"的影響。一旦失去了旋轉所造成的壓力差導引系統之後,理論上而言,彈指球比起指叉球旋轉次數更少,在空氣(即流體)中停留的時間更長,那麼它受到紊流及地心引力的牽絆必然也就愈大。這充分說明了何以它這麼難投,而投過的人都說,氣候、濕度、氣壓、地形也會影響他們投球的主要理由。

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