Il sistema di misurazione del flusso presso la Delft University of Technology misura il flusso d'aria delle palline in volo libero. Credito:Università di tecnologia di Delft
Con l'inizio della stagione della Major League Baseball, una domanda scottante per molti fan del terzo sport più popolare negli Stati Uniti è quanti homerun vedranno in questa stagione.
Un nuovo metodo di laboratorio utilizza un dispositivo di lancio della palla ad alta precisione e un sistema di misurazione della velocità per fornire indizi migliori su quanto esattamente in alto e lontano voleranno alcune di queste palle da baseball.
Segnalazione nella rivista, Scienze applicate , i ricercatori della Washington State University e della Delft University of Technology descrivono la nuova tecnica, che consiste nel sparare le palle da baseball attraverso una linea di sensori e misurare il cambiamento di velocità mentre viaggiano lungo una traiettoria. Il lavoro consente una maggiore precisione rispetto alle tradizionali misurazioni in galleria del vento perché non richiede che la palla si trovi su una piattaforma appollaiata, il che crea una piccola ma importante imprecisione.
"Il mio laboratorio esegue il test più accurato al mondo su questa proprietà", ha affermato Lloyd Smith, professore alla School of Mechanical and Materials Engineering e autore principale dell'articolo. "Non molte persone si preoccupano di sollevare e trascinare al livello che facciamo, ma alle persone interessano le partite di baseball".
Sebbene il baseball sia uno sport popolare, le proprietà aerodinamiche delle palle da baseball non sono state completamente comprese. Si scopre che piccolissimi cambiamenti nella resistenza possono avere molta importanza nel gioco, ha detto Smith.
Per garantire un'esperienza di gioco uniforme e coerente, la Major League Baseball utilizza un solo produttore, Rawlings Sporting Goods, che segue rigidi protocolli nella produzione dei palloni. La palla ha una pillola di gomma di sughero avvolta in tre strati di un peso specifico di lana e ricoperta di pelle. La costruzione della pillola, lana e pelle sono accuratamente definite, misurate e controllate, anche il colore della gomma deve essere coerente. Più di 200 persone lavorano per l'azienda solo per cucire con cura le cuciture per le palle da baseball.
"Non ho mai pensato nei miei sogni più sfrenati che avrei differenziato tra la pelle della pancia e la pelle della schiena su una palla, ma lo sono, e si scopre che i due tipi di pelle sono diversi su una palla, e troverai meno pancia pelle di quella che avresti avuto qualche anno fa", ha detto Smith.
Tutto viene misurato per essere uniforme, inclusi il peso, le dimensioni, la durezza e l'elasticità della palla e, per mantenere il fair play, le regole della Major League Baseball richiedono persino che la palla venga utilizzata solo per un gioco prima di essere scartata.
Nonostante quell'uniformità, a partire dal 2015 e praticamente con lo stesso baseball, i battitori hanno iniziato a fare molti più homerun.
Sistema di misurazione della velocità presso WSU che misura la resistenza. Credito:WSU
"Il presupposto era che se avessi fatto la palla allo stesso modo, quelle proprietà sarebbero sempre venute fuori allo stesso modo", ha detto Smith. "Abbiamo scoperto che qualcosa è cambiato."
Quando l'organizzazione della Major League Baseball ha commissionato un panel per studiare il cambiamento senza precedenti e drammatico, i ricercatori hanno scoperto che una piccola diminuzione della resistenza aerodinamica della palla di appena il 3% era responsabile del cambiamento drammatico negli homerun. Hanno scoperto che un piccolo cambiamento nell'altezza delle cuciture nella palla potrebbe aver causato almeno parte del cambiamento.
Ma durante quelle indagini, i ricercatori hanno determinato che le tecniche di misurazione in galleria del vento non potevano catturare adeguatamente i piccoli cambiamenti nella resistenza che potrebbero fare un'enorme differenza negli homerun. Le gallerie del vento vengono utilizzate per misurare le forze di resistenza in qualsiasi cosa, dalle ali degli aeroplani alle auto e alle biciclette, ma non sono l'ideale per le palle da baseball.
"Devi trattenere la palla in qualche modo", ha detto Smith, "e questo significa che ci sarà sempre qualche imperfezione quando usi una galleria del vento per misurare la resistenza".
Con il loro sistema di misurazione della velocità a guida laser, i ricercatori sono stati in grado di misurare con precisione il cambiamento di velocità e quindi di determinare l'accelerazione, le forze sulla palla e la sua portanza e resistenza.
"Dovevamo tornare indietro e guardare a cosa possiamo fare per renderlo ancora più accurato, e l'abbiamo fatto", ha detto Smith. "Non è stato semplice da fare e passiamo molto tempo a calibrare ogni giorno solo per assicurarci che i nostri sensori ci dicano cosa pensiamo che siano, ma ora crediamo che le misurazioni della resistenza che stiamo effettuando stiano andando per poter suonare l'allarme in caso di cambiamento."
O se i giocatori iniziano a buttare le palle fuori dal parco.
Le tecniche potrebbero essere utilizzate per altre applicazioni in numerosi sport, dal cricket al calcio, ha detto Smith. Dopotutto, l'aerodinamica è importante per vincere le partite.
"Differenze molto piccole possono fare una grande differenza", ha detto. + Esplora ulteriormente
