Cosa colpisce di più: mazze di legno o mazze di alluminio?

Jun 28 2012
negli anni '70, le mazze di alluminio iniziarono a farsi strada attraverso i diamanti del baseball. Da allora, le persone si sono chieste se il metallo di un battitore contasse più del suo coraggio. Lo fa?
Il Pinguino (alias Ron Cey) posa con quella che sembra essere una mazza di alluminio durante i suoi giorni da Dodger nel 1979. Guarda altre foto sportive.

Agli albori del baseball , tutte le mazze erano fatte di legno, di solito di frassino, il che significava che si comportavano in modo coerente. Se un giocatore ha fatto esplodere una palla più lontano, potresti identificare la tecnica di swing o la forza fisica della persona come causa sottostante. Poi, negli anni '70, i pipistrelli di alluminio iniziarono a farsi strada attraverso i diamanti e, quasi immediatamente, gli osservatori si chiedevano se il metallo di un battitore contasse più del suo coraggio. Nonostante la controversia , le mazze in alluminio sono diventate un pilastro del baseball amatoriale poiché i produttori, come Louisville Slugger e Rawlings, hanno introdotto linee complete di mazze metalliche e composite.

In competizione, alcuni di questi pipistrelli hanno portato a colpi malvagi che hanno causato gravi ferite e persino la morte. Nel 2003, il lanciatore della Legione americana Brandon Patch morì quando un line drive di una mazza di metallo lo colpì alla tempia. Tragedie simili si sono verificate nel 2005 e nel 2006. Tutti questi incidenti hanno suscitato dibattiti e discussioni, ma non hanno dimostrato, oggettivamente e quantitativamente, se le mazze di alluminio colpissero le palle più duramente, più lontano e più velocemente delle mazze di legno. Fortunatamente, la scienza è stata in grado di fornire alcuni spunti importanti sull'argomento.

Innanzitutto, iniziamo con ciò che rende i pipistrelli in alluminio così diversi in primo luogo. La differenza più grande, oltre alla cosa metallo contro legno, è che i pipistrelli in alluminio sono cavi, mentre i pipistrelli in legno sono solidi. Se tagli una mazza di alluminio lungo la sua lunghezza, troverai una canna dalle pareti sottili che circonda una cavità d'aria. L'unica parte solida è il manico, che è riempito con un materiale nero simile alla gomma. Ciò significa che puoi allungare i bastoncini di alluminio senza renderli inutilmente pesanti. Gli esperti si riferiscono a questa caratteristica come a una caduta di pipistrello : il suo peso in once meno la sua lunghezza in pollici. I pipistrelli in alluminio hanno spesso gocce di -3 (30 once meno 33 pollici, per esempio). I pipistrelli di legno possono avere gocce di -1 o -2 (30 once meno 31 o 32 pollici).

Un'altra differenza fondamentale è la posizione del centro di massa ( CM ) di un pipistrello , o punto di equilibrio. Poiché una mazza in alluminio ha una canna cava e un manico solido, il suo CM si sposta più vicino al manico. Una mazza di legno è solida in tutto e per tutto, quindi il suo CM tende a trovarsi molto più in basso nella canna, più vicino alla fine. Lo spostamento del punto di equilibrio più vicino all'impugnatura fa sì che le mazze in alluminio abbiano un momento di inerzia molto più basso , un termine che descrive la tendenza di un corpo a resistere all'accelerazione angolare.

Come risultato di queste differenze, le mazze in alluminio sono molto più facili da oscillare rispetto alle mazze in legno della stessa lunghezza. Infatti, aumentando la velocità della mazza aumenta la velocità della palla battuta , o BBS , molto più che aumentare la massa di una mazza. Secondo alcune ricerche, raddoppiare il peso di un pipistrello aumenta la BBS di circa il 17%. Il raddoppio della velocità di oscillazione, tuttavia, porta a un aumento del 35 percento di BBS. In effetti, per ogni miglio (1,6 chilometri) all'ora che aggiungi alla tua velocità di oscillazione, la palla percorre altri 8 piedi (2,4 metri) [fonte: Coburn ].

Ma non è la fine della storia.

Non è solo peso: alluminio contro legno

Le mazze di alluminio e di legno si comportano in modo molto diverso quando colpiscono una palla. Entrambi i tipi di pipistrelli vibrano al momento dell'impatto, ma i pipistrelli di legno lo fanno solo in una direzione, lungo la loro lunghezza. Queste vibrazioni di flessione a bassa frequenza dissipano gran parte dell'energia associata alla collisione della mazza , il che significa che le mazze di legno non restituiscono tanta energia alla palla.

I pipistrelli in alluminio vibrano in due direzioni: lungo la loro lunghezza e radialmente mentre il guscio di metallo si stringe e poi si contrae. Questa seconda classe di vibrazioni si verifica in un insieme di frequenze note come modalità cerchio . La frequenza fondamentale, o modalità del primo cerchio, agisce come una molla durante la collisione, comprimendosi e poi espandendosi e restituendo una grande quantità di energia alla palla. Questo "effetto trampolino" è un altro motivo per cui le mazze in alluminio portano a velocità della palla battuta più elevate.

La conclusione: le mazze non di legno portano a velocità della palla battuta più elevate e, di conseguenza, a drive di linea più duri e palle al volo più profonde. Ma c'è un, ehm, rivestimento in alluminio in questa storia: il processo utilizzato per produrre i pipistrelli di metallo può essere strettamente controllato. Perfezionando la selezione delle leghe e i processi di produzione, aziende come Rawlings e Louisville Slugger possono produrre mazze di metallo che si comportano più come mazze di legno . Dal 2011, quando la NCAA ha implementato un nuovo standard che richiede effettivamente alle mazze non di legno di produrre una velocità della palla battuta non superiore a quella del legno, le medie di battuta, i fuoricampo per partita e le medie di punti guadagnati sono i più bassi che sono stati in più di 30 anni [fonte: Russel ].

Nota dell'autore

Uno degli argomenti a favore dei pipistrelli in alluminio è che costano meno da possedere, principalmente perché non si rompono. Ma per quanto riguarda i costi ambientali? Mi chiedo quale processo di fabbricazione dei pipistrelli abbia un'impronta di carbonio inferiore? Potrebbe essere un'interessante barra laterale alla controversia.

articoli Correlati

  • Un pipistrello tappato colpisce davvero più lontano?
  • Il baseball è davvero un'invenzione americana?
  • 5 indimenticabili scandali del baseball
  • 5 Principali cambiamenti alle regole nella storia del baseball
  • Game On: Quiz sul baseball
  • Come si scalda una pastella?
  • Come funziona la fisica del baseball

Fonti

  • Coburn, Davin. "Fisica del baseball: anatomia di un fuoricampo". Meccanica popolare. 18 dicembre 2009. (7 luglio 2012) http://www.popularmechanics.com/outdoors/sports/physics/4216783?click=main_sr
  • Nathan, Allan, Daniel A. Russell e Lloyd V. Smith. "La fisica dell'effetto trampolino nelle mazze da baseball e softball". Engineering of Sport 5. International Sports Engineering Association, 2004. (7 luglio 2012) http://webusers.npl.illinois.edu/~a-nathan/pob/trampoline-v6.pdf
  • Nathan, Alan. "Pipistrelli di legno contro alluminio". La fisica del baseball. Università dell'Illinois. 16 aprile 2007. (7 luglio 2012) http://webusers.npl.illinois.edu/~a-nathan/pob/al-vs-wood.pdf
  • Russell, Daniel A. "Mazze in alluminio e composito: standard di prestazione nel baseball del college". Fisica e acustica delle mazze da baseball e softball. Penn State University. (7 luglio 2012) http://www.acs.psu.edu/drussell/bats/NCAA-stats.html
  • Russell, DA "La frequenza del cerchio come predittore delle prestazioni per le mazze da softball". Engineering of Sport 5. International Sports Engineering Association, 2004. (7 luglio 2012) http://www.acs.psu.edu/drussell/bats/Papers/Russell_HoopFreq-ISEA2004.pdf