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野球で、投手が投げたボールが変化するのは、ボールの回転と空気の抵抗の関係で、物理的にある程度理解出来ますが、しかし、何故、打者の近くに来てから変化するのか、また、ブレーキの鋭い変化球であったり、緩やかにドローンと変化する場合と何故違いがあるのか、その辺の理解が出来ません。
科学的にきっちり証明していただければ、一番ありがたいですが、推測でもかまいません。
皆さんはどのようにお考えになっておられるか知りたいです。

  • 質問者:Sooda! くん
  • 質問日時:2008-10-05 13:33:04
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変化球を考える上で、あと2つ重要なファクターがあります。
それは球速(130km/h前後)とキャッチャーまでの距離(約18m)です。

ボールが回転する事で、周りにある空気が移動し上下左右の空気の流れと抵抗が変わります。
これをマグナス効果といいます。
空気の流れと抵抗が変わる事でボールが曲がります。

さて、このマグナス効果ですが、野球のボールの大きさだと大体96km/hくらいまでは、
速度に比例して影響度が大きくなります。
ですが、96km/h〜140km/hの間は逆に影響度が小さくなります。

つまり、130km/hでボールを投げ込んだ場合、投げた瞬間からマウンドとバッターボックスの中間くらいまでは
マグナス効果が非常に出にくい状態にあると言えます。
その後、バッターの手前に到達する頃に96km/h程にボールが減速していると、
急激にマグナス効果の力が発揮されます。
こうしてバッターの手前で変化するボールが出来上がります。

ボールを投げ込んだ時の速度、およびマグナス効果が現れる最適な速度にまで空気抵抗で失速する距離。
これがベストマッチングしているのが、130km/h前後と約18mだと考えられます。

このように考えると、130km/h〜140km/h以上の変化球を投げる投手があまりいないのも納得がいきますね。
失速して変化でる頃にはキャッチャーに届くので、単なるストレートになってしまいます。
これを逆手に取ったのがカットボールでしょうか。
ストレートと同じ速度で投げ込み、ほんの少しバットの芯からボールをズラす変化球ですね。
もっと遅い変化球の場合は、単純に重力によって大きく曲がっているものと考えられます。

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あなたの論理は私と概ね共通していました。詳細にありがとうございました。

並び替え:

カーブは打者付近になると減速しても回転数は多いので曲がる。
回転数の少ないフォークは縫い目で空気の流れが乱れて減速して落ちる。

  • 回答者:Sooda! ちゃん (質問から7日後)
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投げた時の力量(スピード)が勝っている時は変化しないで、半分以降キャッチャーに近づくにつれ、空気抵抗やボールの回転によるベクトルが勝つ状態になると大きく変化すると思います。
偶然の産物ではありますが、現在の距離が丁度バッターの手前で変化が大きくなる距離になっています。

  • 回答者:知識人 (質問から7日後)
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いくら回転が速くても、スピードも速ければ、変化が少ないということが考えられます。

ボールが前に進む勢いが落ちてきたところと、回転によって進行方向を変えようとする力のバランスとれたところが、打者のあたりになるというところではないでしょうか。

純粋に推測の域を出ておりません。

  • 回答者:ノーベル賞は辞退します (質問から6日後)
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私の推測も非常に近いです。

キャッチボールを思い浮かべてください。
基本的には相手が投げたときのスピードと軌道からある程度自分の来る場所を予想して受けます。
これがストレートの軌道で基本的にはこの軌道でくると考えます。
ストレートと変化球の差は基本的には回転の方向と回転数によります。
ピッチャーが投げた最初のスピード(初速)から軌道をイメージします。
ストレートの軌道をイメージしているので、本来ピッチャーとキャッチャーの中間で変化し始めているのですが、その変化は少しなので気づきません。なので、軌道としてはそのままストレートの軌道と思うのです。
そして、変化はベースに近づくにつれて大きくなります。そして、その変化に気づくのが打者の近くに来たときということなのです。
ブレーキの鋭い変化球も同様です。初速は同じなのでストレートと思っていたら、回転数が異なるため、通常よりも到達するのが遅くブレーキがかかったように見えるのです。
緩やかに変化する場合はキャッチャーに到達する時間が通常の変化球よりも遅いので通常よりも大きく変化するということです。

あまり科学的ではないですが、個人的なイメージとしてはこうだと思っています。

  • 回答者:とくめい (質問から6時間後)
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プロの選手が投げた場合は、ホームベースの中間ぐらいのところで曲がり始めるのですが、打者にとっては、ベースのきわで曲がっているように見えるのです。

要するに、目の錯覚です。

カーブは落ちながら外へ曲がり、スライダーは落ちないで外へ曲がります。

フォークボールは縦に回るので、球が落ちるのです。

マニアックすぎてごめんなさい。

  • 回答者:物理が得意なジャイアンツオヤジ (質問から4時間後)
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変化球の種類の部分の質問に関してですが、
ボール回転を利用する場合にブレーキの鋭い変化球になり、空気抵抗(重力も含めて)を利用する場合に緩やかにドローンと変化します。
例えば、落ちる変化球に関してもシンカーなどはボールを縦回転させることで落ちるボールを可能にしているので鋭く変化しますが、フォーク、ナックルなどはボールを回転させない事でバックスピンをかけているストレートより重力を受けやすい状態にしているので、緩やかな変化になります。

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打者のところで変化するように調節しているからです
テイクバックとリリースポイント、腕の振りや角度、手首のスナップを変える事でそれは可能だと思います

5メートルで変化させることも30メートル先で変化させることも出来るのではないでしょうか?

あくまでも推測なので突っ込まれても困りますが・・・

  • 回答者:知識人 (質問から41分後)
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実際には投球直後から少しずつ変化をしています。
また空気抵抗との関係でみると少しずつ変化量は大きくなります。

しかし、18メートル以上離れたリリースポイントとバッティングポイントとを結んだ直線からみると、バッターに近づくにつれ変化が急激に大きくなるように見えてしまいます。
18メートル手前で1cmだけ変化するのと、6メートル手前で3cm変化するのを比べると角度が10倍近く違いますよね。

こうしたことが関係していると思います。

この辺も参考にしてくださいね(^^)

http://www.i-suzu.com/sumrep.pdf
http://www.tym.ed.jp/sc337/course/kadai16/matome/bo-ru.pdf

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