Miksi syöttäjän kumpu on 25 cm korkea? Kummun korkeuden taustalla oleva tiede

Olen tiedevalmentaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on tieteellinen koe.

Tämä artikkeli on kuunneltavissa myös radiona!

Oletko koskaan baseball-ottelua katsoessasi pysähtynyt miettimään, miksi syöttäjä seisoo niin korkealla kummulla? Syöttäjän kumpu on sääntöjen mukaan noin 25 cm korkeampi kuin kotipesä, jossa lyöjä seisoo. Vain 25 senttimetriä – mutta tuo pieni korkeusero on juuri se salaisuus, joka tekee pelistä mielenkiintoisen. Tänään sukelletaan syöttökummun mysteeriin pallon radan ja fysiikan lakien kautta!

Vapaan pudotuksen draamaa vain 0,5 sekunnissa

Syöttäjän ja siepparin välinen etäisyys on sääntöjen mukaan tarkalleen 18,44 metriä.

Lähde: Spojoba https://spojoba.com/articles/182

Kun ammattilaispelaaja heittää kovaa, noin 140 km/h, pallo kiitää syöttäjän kädestä siepparin räpylään vain noin 0,5 sekunnissa.

Se on vain silmänräpäys, mutta tuon puolen sekunnin aikana maapallon painovoima vetää palloa armottomasti kohti maata. Jos syöttäjä heittäisi pallon täysin vaakasuoraan maanpinnan suuntaisesti, kuinka paljon luulet pallon putoavan matkalla?

Fysiikan vastaus: Vaakasuora heittoliike

Tässä kohtaa kuvaan astuu fysiikan tunneilta tuttu vaakasuora heittoliike. Lasketaanpa, kuinka paljon vaakasuoraan heitetty esine putoaa pystysuunnassa painovoiman vaikutuksesta. Kun ilmanvastusta ei huomioida, putoamismatka y lasketaan seuraavalla kaavalla:

Tässä g on putoamiskiihtyvyys (noin 9,8 m/s²) ja t on aika (0,5 s). Kun sijoitamme luvut kaavaan…

Uskomatonta kyllä, pallo putoaa matkalla siepparille jopa 1,2 metriä!

Kummun 25 senttimetriä pelastaa syötön

Nyt ymmärrämme, miksi syöttökummun 25 senttimetrin (0,25 m) korkeudella on merkitystä. Lasketaanpa, millä korkeudella pallo on kotipesän kohdalla, kun se heitetään vaakasuoraan kummulta.

Yleisessä yläkautta tapahtuvassa heitossa pallo irtoaa kädestä noin 1,8–2,0 metrin korkeudelta maanpinnasta. Käytetään tässä laskussa 1,8 metriä.

Syöttöalue (strike zone) on leveydeltään noin 70 cm korkea ”näkymätön ikkuna”, joka leijuu kotipesän yläpuolella: alareuna on noin 50 cm ja yläreuna noin 120 cm korkeudella maasta.

<Lähde> Baseball-sanakirja https://www.homemate-research-baseball.com/useful/10151_baseball_dic/index10.php

Tässä on havainnollistus tilanteesta ilman kumpua:

Jos pallo irtoaa 1,8 metrin korkeudesta, se putoaa 1,2 metriä, jolloin se saapuu lyöjälle 0,6 metrin (60 cm) korkeudella. Se osuu syöttöalueelle, mutta melko alas.

Katsotaanpa sitten tilannetta kummun kanssa:

Koska koko lähtöasetelma nousee 0,25 metriä ylemmäs, pallo saapuu 0,85 metrin (85 cm) korkeudelle. Se on tismalleen keskellä syöttöaluetta!

Miksi vaakasuora heitto on niin tärkeä?

Jotta syöttäjä saisi heittoonsa maksimaalisen tehon, hänen on siirrettävä vartalon kierrosta ja käden liikkeestä tuleva energia 100-prosenttisesti palloon. Jos kumpua ei olisi, syöttäjän täytyisi tähdätä hieman ”yläviistoon” osuakseen syöttöalueen keskelle, mikä vaikeuttaisi käden täysipainoista saattamista vaakasuunnassa. Tämän 25 senttimetrin korkeuseron ansiosta syöttäjä voi heittää kätensä rennosti vaakasuoraan ja ladata palloon valtavan voiman, joka päätyy suoraan syöttöalueen ytimeen.

Urheilu on fysiikan laboratorio

Kuten huomaat, syöttökummun korkeus ei ole vain mielivaltainen sääntö, vaan fysiikan lakeihin perustuva tarkka suunnittelutyö. Baseball kätkee sisäänsä paljon muutakin mielenkiintoista tiedettä, kuten ilmanvastuksen ja kierreheittoihin vaikuttavan Magnus-ilmiön. Kun urheilua katsoo kysyen ”miksi?”, oppikirjojen fysiikan kaavat heräävät eloon. Seuraavan kerran kun katsot peliä, muista tuo 25 senttimetrin fysiikka!

Ota yhteyttä ja kysy lisää

Tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäs arkea! Olen koonnut vinkkejä hauskoihin kotikokeisiin ja selittänyt tieteen ilmiöitä selkeästi. Tutustu ja etsi lisää tietoa! ・Tietoa ylläpitäjästä, Ken Kuwakosta: Täällä ・Yhteydenotot (kirjoitustyöt, luennot, tiedepajat, TV-konsultointi jne.): Täällä ・Uusimmat päivitykset X-palvelussa!

Tiedevinkkien kanavalla julkaistaan kokeiluvideoita!

3月のイチオシ実験!

  • 押し花を作ろう!:梅や桜の花の押し花を作ってみましょう。特別なケースに入れると、長く保存できて、しおりにもなります。

テレビ番組・科学監修等のお知らせ

書籍のお知らせ

講師・ショー・その他お知らせ

Explore

  • 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
  • 理科の教材… 理科教師をバックアップ!授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
  • Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
  • 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中!AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
  • 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
  • About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
  • お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。