Wie werden Newtons drei Bewegungsgesetze im Baseball angewendet?

Wenn ein Baseball aufgeschlagen wird, in die Luft schlägt und fliegt, wirken eine oder mehrere der von Sir Isaac Newton vor mehr als 300 Jahren formulierten physikalischen Prinzipien darauf ein. Folklore erzählt, wie der Mathematiker und Physiker das Gesetz der Schwerkraft erstmals wahrgenommen hat, während er einen fallenden Apfel beobachtete. Hätte Newton stattdessen ein Baseballspiel angesehen, hätte er vielleicht alle drei Bewegungsgesetze bis zur siebten Inning-Strecke formuliert.

Baseballspieler auf einem Diamanten. (Bild: Ingram Publishing / Ingram Publishing / Getty Images)

Pitching

Das erste Bewegungsgesetz von Newton besagt, dass jedes Objekt in einer geraden Linie in Ruhe bleibt oder sich in einer gleichförmigen Bewegung befindet, es sei denn, er muss seinen Zustand durch die Einwirkung einer äußeren Kraft ändern. Hall of Fame-Werfer Nolan Ryan verzeichnete 5.714 Ausschläge, wie im Baseball-Almanach dokumentiert, wobei er das erste Gesetz einsetzte, als er seinen typischen Fastball warf. Ryan hielt den Baseball in seinem Handschuh, als er auf die Zeichen des Fängers blickte. Nachdem er ein Schild erhalten hatte, ging er in den Aufzug und versetzte den Ball mit einer Überhandabgabe in Richtung Heimatplatte.

Neben Ryans Fähigkeit, einen Fastball mit 100 km / h zu werfen, verstand er die Physik des Luftdrucks, der auf die Oberfläche eines sich drehenden Balls einwirkt. Wenn der Fastball seitlich gedreht wurde, bewegte sich der Ball beim Überqueren der Home Plate um einige Zentimeter seitwärts, sodass es praktisch unmöglich war, als Schläger zu zielen. Prominente Pitcher verwenden den ersten Bewegungssatz, um Fastbälle, Schieberegler und Kurvenbälle zu werfen.

Schlagen

Newtons erster Satz wird an beiden Enden einer Tonhöhe verwirklicht. Die Lieferung des Werfers versetzt den Baseball in Bewegung und der Schläger setzt den Schläger durch Schwingen in Bewegung. Newtons zweiter Bewegungssatz (F = M * A) zeigt die Geschwindigkeit eines Massenobjekts, wenn es einer äußeren Kraft ausgesetzt wird. Dieses zweite Gesetz zeigt, dass die im Moment des Kontakts erzeugte Kraft der kombinierten Masse und Beschleunigung von Ball und Schläger entspricht.

Hitter nutzen dieses Phänomen in bestimmten Situationen aus, indem sie leichter schwingen, um einen Treffer zwischen den Infieldern und den Outfieldern abzuwerfen. Das zweite Gesetz von Newton ist dramatisch dargestellt, wenn Hitter bunt sind, weil die Masse der Fledermaus nicht in Bewegung ist. Die Massenbeschleunigung wird durch den Pitch Baseball bereitgestellt. Ein cleverer Bunter nutzt die Massenbeschleunigungsfaktoren im Moment des Kontakts, indem er dem Lauf der Fledermaus erlaubt, leicht auf die vom Baseball erzeugte Kraft zu reagieren. Das Ergebnis ist ein Bunt, der kurz vor einem Infielder zum Stillstand kommt.

Fliegen Bälle

Newtons dritter Bewegungssatz besagt, dass für jede Aktion eine gleichwertige und entgegengesetzte Reaktion vorliegt. Outfielders verstehen dies in Bezug auf einen Baseball, der nach oben gehen muss, muss herunterfallen. Das erste Gesetz von Newton gilt für die kombinierten Kräfte von Luftdruck und Schwerkraft, die auf einen Baseballschlag in der Luft wirken. Newtons zweiter Satz in Bezug auf Kraft, Masse und Beschleunigung gilt für die Höhe und Entfernung des Balls.

Außenfeldspieler lernen, die Gesamtdistanz der Fliehkugeln zu messen, bevor der Ball die Höhe seines Bogens erreicht. Außergewöhnliche Feldspieler haben die Fähigkeit, die gleichen Berechnungen anzustellen, wie der Baseball steigt, wenn er getroffen wird. Ein Außenfeldspieler könnte den Abstand zwischen seinem Standort und dem projizierten Bogen des Balls erkennen, wodurch es unmöglich wird, bestimmte Bälle im Flug zu fangen. Outfielders benutzen das zweite Newtonsche Gesetz, um in Position zu kommen und Flugbälle zu fangen.

Basis läuft

Basisläufer berechnen Berechnungen basierend auf allen drei Newtonschen Bewegungsgesetzen∂, ob sie versuchen, die Basis bei einem Treffer zu erreichen oder eine Basis zu stehlen. Schläger bewegen sich in Richtung der ersten Basis und berechnen gleichzeitig die Geschwindigkeit eines Bodenballs oder die Entfernung eines Flugballs. Basierend auf dem zweiten Gesetz könnte sich der Hitter entscheiden, zuerst zu bleiben oder für zusätzliche Basen weiterzulaufen. Kompetente Basisdiebstahler verwenden das dritte Newtonsche Gesetz, um die Zeit zu berechnen, die ein Ball benötigt, der von einem Feldspieler oder Outfielder geworfen wird, um die Zielbasis zu erreichen. Ricky Henderson, der Spitzenkandidat der Hall of Fame, nutzte seine Geschwindigkeit und die Bewegungsgesetze, um in einer 25-jährigen Karriere auf die Basis zu treten und einen Rekord von 1.406 Basen zu stehlen.