Ingenjörs- och basebollens världar har kolliderat. Forskare vid Utah State University bryter ner fysiken för en ny basebollplan som har fått stor uppmärksamhet.

En grupp mekaniska ingenjörer testade tre olika basebollplaner:den traditionella fastbollen med fyra sömmar och två sömmar, och en ny, ändrad, två-söm fastball för att bestämma vätskedynamiken för varje tonhöjd och beräkna deras skillnader och beteenden.

Barton Smith, professor i maskinteknik vid USU, ledde studien med forskare/idrottare från Driveline Baseball-ett Seattle-företag som erbjuder datadriven pitching- och slagträning för proffs. Motiveringen bakom Smiths studie var år av spekulationer från fans och baseballinsiders om vad som skiljer de tre snabbbollarna.

"Pitchers brukar inte tänka på hur luft flyter över basebollar, och ingen har någonsin tittat på det på mikronivå, "sa Smith." Folk kastar bollar och tittar vart de går, men jag tror inte att någon någonsin har gjort mycket noggranna mätningar av vad som händer runt bollen. "

De flesta banor är beroende av basebollens snurr för att generera Magnus -effekt - en kraft som får bollen att ändra riktning på ett sätt som beror på axelns snurr. Smiths lag visade att det sätt på vilket bollen grips och släpps från en kanthand kan avsevärt påverka snabbsnurraxeln med två sömmar.

Det upptäcktes att sömmarna som stiger av basebollen påverkar hur bollen rullar av kannans fingrar. När en kanna kastar en tvåsidig snabbboll, den upphöjda sömmen ger kannan mer hävstång för att kasta bort bollen från fingrarna. Fastball-greppet med fyra sömmar ger inte samma upphöjda söm som fast-greppet med två sömmar och följer inte samma bana.

Skillnaden bestämdes när man jämför banorna från en baseboll pitching maskin och en mänsklig kanna. Det var skillnad mellan fyrbands- och tvåsömda snabbbollar när en kanna kastade dem. Dock, det var ingen skillnad mellan de två snabbbollarna när de kastades från en maskin.

Driveline Baseball, och några av dess kunder, har hävdat att rörelsen hos en snabbkula med två sömmar kan förbättras avsevärt om flödet över bollens ena sida förblir jämnt och laminärt medan den andra sidan är turbulent. För att göra detta krävs en lutning i sidled till stigaxeln, även känd som "gyrosnurr, "som håller en jämn fläck på framsidan av bollen på ena sidan.

Denna förbättrade version av fastbollen med två sömmar har kallats "Laminar Express" av MLB-kannan Trevor Bauer. Den laminära expressen är unik genom att dess beteende beror både på rotationsaxeln OCH bollens orientering. Smith säger att Bauer och andra har haft framgångar i de stora ligorna med denna pitch.

Dock, förekomsten av en laminär sida och en turbulent sida till denna tonhöjd hade aldrig bevisats. Att göra så, tre kannor från Driveline Baseball - som är utbildade på Laminar Express pitching -teknik - reste till USU campus i Logan, Utah för att testa planen.

Genom att kasta den laminära expresshöjden genom USU:s lufthastighetsmätningssystem, även känd som Particle Image Velocimetry, laget demonstrerade att bollens kölvatten förskjuts i överensstämmelse med att ena sidan av bollen har laminärt flöde och den andra turbulent, vilket resulterar i en sidledes kraft.

USU -forskare försöker nu visa att sömmarna på bollens baksida har mer effekt på kölvattnet än de släta fläckarna på bollens framsida. USU:s resultat visar att bollens kölvatten tenderar att börja vid en söm. Det som avgör vågens vinkel är sömmens placering på bollens baksida.

Smith planerar att fortsätta sin forskning med kollegan Lloyd Smith, professor vid Washington State University. Deras mål kommer att vara att förklara den stora ökningen av antalet hemkörningar i de stora ligorna 2015, 2016 och 2017 genom att undersöka dragkraften på basbollarna som använts under dessa år jämfört med tidigare år.