La palla da baseball in questa illustrazione di un campo da knuckleball si sta spostando verso sinistra, lasciando dietro di sé una scia (cioè, A destra). L'aria di colore blu sta ruotando in senso orario; l'aria rossa sta ruotando in senso antiorario. La resistenza sulla palla dipende dalla dimensione della scia, che dipende a sua volta dalla distanza tra i punti blu superiore e rosso inferiore. La scia verso l'alto significa che la palla viene spinta verso il basso. Credito:Sakib e Smith
Una svolta inaspettata da un fastball a quattro o due cuciture può fare la differenza in una squadra di baseball che vince o perde le World Series. Però, "alcune spiegazioni sui diversi tiri sono completamente sbagliate, " ha detto Barton Smith, un professore di ingegneria meccanica e aerospaziale alla Utah State University che si considera un grande fan del gioco.
Lui e il suo dottorando, Nazmus Sakib, stanno conducendo esperimenti per spiegare come si muovono le palle da baseball. Sakib e Smith presenteranno i loro risultati alla 71a riunione annuale della Divisione di Fluidodinamica dell'American Physical Society, che si svolgerà dal 18 al 20 novembre presso il Georgia World Congress Center di Atlanta, Georgia.
Una palla da baseball è asimmetrica a causa del motivo a cuciture a forma di otto, e il modo in cui una palla da baseball si muove nell'aria dipende dal grado e dalla direzione della sua rotazione e dal suo orientamento quando la mano la rilascia. L'effetto Magnus, o la forza su un oggetto rotante che si muove attraverso un fluido come l'aria, spinge nella direzione in cui ruota la parte anteriore della palla. Quindi fa cadere una palla con topspin e una palla con backspin per guadagnare un po' di sollevamento, abbastanza per rallentare la sua caduta, ma non abbastanza per vincere la gravità.
Questo fenomeno ben studiato colpisce la maggior parte dei lanci ad eccezione della palla sulle nocche praticamente priva di spin, che si impugna con il pollice e la punta delle dita. La palla veloce a due cuciture, che viene afferrato dal medio e dall'indice lungo le cuciture, sembrava comportarsi anche in un modo non spiegato dall'effetto Magnus.
Sakib e Smith si concentrano su questi due tiri, che sono influenzati da forze diverse dall'effetto Magnus. Nel loro studio, i ricercatori hanno installato una macchina da lancio che lancia palle veloci e palle di legno attraverso un percorso fumoso. Fotografie automatiche, attivato da sensori laser, catturato due immagini della palla e del fumo dopo il rilascio. Quindi, utilizzando una tecnica chiamata velocimetria a immagine di particelle, Sakib e Smith hanno tracciato i movimenti delle particelle di fumo per calcolare il campo di velocità attorno alla palla e la direzione dell'aria rotante in un dato punto.
Quindi, hanno calcolato la "separazione dello strato limite" identificando le porzioni della superficie della palla dove lo strato d'aria che circondava la palla si era separato per formare la scia. Mentre la separazione dello strato limite varia in modo diverso per i due campi di palla veloce mentre la palla ruota, l'effetto netto è lo stesso.
Sakib e Smith hanno scoperto che il passo a due cuciture ha un asse di rotazione inclinato a causa del fatto che un dito lascia la cucitura prima dell'altro, che può far muovere la palla lateralmente, a differenza di una palla veloce a quattro cuciture. Nel caso del knuckleball, il punto di separazione può cambiare a metà volo, facendo in modo che la palla cambi direzione in modo casuale.
Smith ora "spera di incontrare un lanciatore della Major League che vuole usare ciò che abbiamo imparato attraverso la fluidodinamica per lanciare un lancio migliore".
