Como cuestión de física, ¿qué papel específico juega la fuerza del bateador al golpear lejos una pelota de béisbol?

Answer 1

Gracias por el A2A. Si dos bateadores golpean la misma pelota a la misma velocidad y ángulo, rebotaría con la misma velocidad y viajarían la misma distancia.

Donde el poder entra en juego es en alcanzar la velocidad de bate requerida. Una persona más fuerte podría alcanzar una mayor velocidad de murciélago en un período de tiempo determinado.

Por lo que había estudiado sobre el swing de murciélago (y han pasado décadas) hay una pequeña área del bate llamada Centro de percusión que transfiere la fuerza máxima a la pelota. Al golpear en este punto, la mayor parte de la energía del bate se transfiere a la pelota como sea posible.

Sé un poco sobre la potencia muscular. Las personas generalmente no saben que la fuerza y ​​la velocidad máximas están estrechamente relacionadas, pero lo están. Si observa a los corredores, por ejemplo, las piernas en los velocistas son mucho más musculosas que las piernas en los corredores de distancia, y a su vez corren más rápido.

Un swing es, en gran medida, un movimiento balístico. Se termina en muy poco tiempo.

El problema con la pregunta es que usted preguntó acerca de la velocidad y la fuerza como si los 2 no estuvieran vinculados. En el momento del impacto de la pelota, suponiendo que haya golpeado en el centro de la percusión, la única variable restante que determina el rebote de la pelota es la velocidad del bate en ese punto de impacto y durante la parte del seguimiento. a través del cual la pelota todavía está en contacto con el bate. La velocidad del bate a lo largo de ese movimiento está determinada por la aceleración que siguió al contacto, ya que el tiempo de impacto será demasiado corto para que ocurra mucha más aceleración.

Esta aceleración del bate de cero a su velocidad de contacto requirió músculos fuertes y poderosos, particularmente fibras de contracción rápida poderosas. También, como han aludido otros, requería una excelente coordinación, pero estábamos asumiendo que todas las demás cosas eran iguales aquí.

Dado el mismo nivel de coordinación y tiempo de reacción, una persona más fuerte podrá alcanzar una velocidad más alta en el punto de contacto del bate. Entonces, si el murciélago se movía a la misma velocidad, no habrían alcanzado una velocidad mayor. Pero alguien que sea más fuerte podría alcanzar una velocidad más alta al mismo tiempo, dada la misma coordinación.

Por cierto, no tengo un enlace sobre esto, pero leí en algún momento que los bateadores de larga distancia tienden a comenzar sus cambios más tarde, lo que tiene sentido en el sentido de que al comenzar sus cambios más tarde, tendrían que acelerar bate más rápido para seguir golpeando la pelota.

Así que aquí está la cosa. Una persona más fuerte puede desarrollar una mayor velocidad durante un swing que una persona más débil. Las fibras musculares más fuertes son aproximadamente 5 veces más poderosas que las más débiles. También tienen otro nombre, “contracción rápida”, mientras que los más débiles se llaman “contracción lenta”. Todos los atletas más poderosos tienen fibras de contracción más rápida.

Entonces la fuerza y ​​el poder tienden a ir juntos.

Pero no ves a los culturistas ganar sprints (aunque la mayoría de los velocistas se parecen más a los culturistas que cualquier otro corredor y la mayoría de los otros atletas), porque los culturistas están totalmente optimizados para levantar, y no se han centrado en la coordinación de la carrera. Pero casi todos los golpeadores de poder tienen cuerpos superiores bastante fuertes.

Answer 2

Lo único que importa es la velocidad de la pelota, la velocidad del bate al contacto y el peso del bate.

Los jugadores más fuertes usan bates más pesados ​​o generan más velocidad con el mismo bate.

EDITAR: Según The Physics of Baseball de Robert A. Adair Ph.D., la energía de rebote almacenada en el bate es 1/50 de la almacenada en la pelota. Por lo tanto, se considera que el bate es un objeto libre en movimiento y todos los cálculos de la velocidad de una bola golpeada solo consideran la velocidad y el peso del bate. Cuando se golpea a una velocidad determinada, las variaciones en la fabricación de la pelota afectan la distancia que recorre la pelota mucho más que cualquier variación en la fuerza del bateador.

Espero que alguien más calificado que yo (que sea casi cualquier persona) tenga las habilidades y encuentre el tiempo para hacer los cálculos que sugiere Caleb Vatral.

Answer 3

Simplemente , la fuerza del bateador determina la fuerza con la que se golpea la pelota y, por lo tanto, su distancia de vuelo.

Más complicado –

Para este primer análisis, asumiremos que el contacto entre la pelota y el bate es instantáneo. También asumiremos que la pelota se lanza exactamente igual (velocidad, curva, etc.) para ambos bateadores y los cambios son exactamente idénticos (velocidad, curva, masa, etc.). En ese caso, estamos viendo un problema de colisión bastante simple, donde se conserva el impulso. El momento se define como masa por velocidad. Como asumimos las mismas velocidades y masas, el resultado después de la colisión sería idéntico. Entonces, en este caso simplificado, si el impulso es el mismo en el momento del impacto, la pelota tendrá la misma trayectoria de vuelo.

En realidad, el contacto no es instantáneo y el problema no es un simple problema de colisión. El bate está aplicando una fuerza a la pelota con el tiempo y la distancia, lo que hace que el análisis sea mucho más complejo porque la pelota tiene una aceleración durante la duración del contacto. Sin pasar por la física (ni siquiera estoy seguro de poder hacerlo sin más información), el jugador más fuerte, en general, aplicará una mayor fuerza a la pelota. Esto hará que vuele más lejos.

También en realidad, cosas como la curva de la pelota y el bate, la ubicación del golpe, el tiempo de contacto de la pelota / bate y la aceleración del swing también juegan y juegan un rol y hacen las cosas aún más complicadas.

Answer 4

La velocidad del bate es todo lo que el jugador puede aportar, y la técnica es un factor más importante que la fuerza en la velocidad del bate. La velocidad del bate más la velocidad de la pelota lanzada es igual a la fuerza total sobre la pelota. En otras palabras, cuanto más rápido entra, más rápido sale la pelota.

Más allá de eso, la física es accidental. Hay viento, temperatura y humedad, por supuesto. Pero la mayor diferencia se hace por el ángulo de contacto. Los jonrones se golpean con mayor frecuencia levantando la pelota, es decir, balanceándose con un uppercut o incluso jugando al golf en un lanzamiento hacia abajo y hacia adentro. Con un golpe de línea, es decir, golpear ligeramente la pelota, revertir el giro en la pelota a veces se puede llevar lo suficiente como para hacer que una pelota bateada sobre las cercas.

Cuando un bate hace contacto con una pelota, el giro impartido por el lanzador cesa instantáneamente, y la bola bateada despega con cualquier giro nuevo impartido por el ángulo de contacto. En los impulsos de línea, se aplica backspin en la pelota, lo que le da mucho más acarreo (lo olvido exactamente, pero en el orden del 15 por ciento más) que una pelota golpeada con topspin, que generalmente se convierte en un castigo de todos modos. Si ese efecto de retroceso está en el eje de cuatro costuras de la pelota, se obtiene aún más debido al efecto Magnus. Estos son los jonrones que salen del parque como ahora.

De vez en cuando, el bate saca el giro de la pelota, lo que produce un efecto de nudillo que enloquece a los jardineros que intentan seguirlo hasta el guante. Entonces, incluso si no lo golpeas sobre la cerca, tienes la mejor oportunidad de obtener un jonrón dentro del parque.

Todo esto supone que el bateador ha “centrado” la pelota (golpearla directamente en los tornillos) con el punto óptimo del bate. Aún así, el ángulo de contacto juega un papel importante en la determinación del vuelo de la pelota, al igual que el accidente de giro impartido.