Tecnología

La física de qué tan alto y qué tan lejos pueden viajar las pelotas de béisbol

  • Científicos de la Universidad Estatal de Washington han ideado un nuevo método para determinar los límites de qué tan alto y qué tan lejos pueden volar las pelotas de béisbol.
  • Al disparar las pelotas de béisbol a través de una línea de sensores y medir el cambio de velocidad, el equipo ha ideado un método más preciso que usar un túnel de viento.
  • Publicaron sus resultados a principios de este año en Ciencias Aplicadas.

    El conteo promedio de jonrones en Major League Baseball (MLB) experimentó un aumento del 17 por ciento en 2015. MLB pensó que era un error en los datos, pero cuando las pelotas de béisbol seguían saliendo de sus 30 parques a un ritmo récord, la liga quería saber por qué, eventualmente creando un panel en 2017 para investigar el fenómeno.

    Lloyd Smith encontró al culpable: costuras rojas de algodón en una pelota de béisbol. Y se necesitaron algunas herramientas de laboratorio ingeniosas para determinar que las costuras aplanadas marcaron la diferencia en la resistencia de una pelota de béisbol.

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    Smith, profesor de la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales de la Universidad Estatal de Washington (WSU), había estado trabajando en un nuevo concepto durante aproximadamente una década para rastrear el levantamiento o arrastre de una pelota con mayor precisión que con las prácticas tradicionales de túnel de viento. Su método produjo un nuevo enfoque para impulsar una pelota hacia adelante, utilizando tecnología de puerta de luz para medir la velocidad. La tecnología Light-gate utiliza una cortina de luz y sensores para rastrear cuando un objeto pasa por puntos específicos, lo que permite que el dispositivo rastree la velocidad del objeto (o de la pelota de béisbol en este caso).

    Combinando esas herramientas con el mapeo láser de una pelota de béisbol, el equipo de WSU llegó a una conclusión asombrosa: un aplanamiento de 0,013 pulgadas de las costuras de algodón rojo en una pelota de béisbol Rawlings redujo la resistencia de la pelota, lo que hizo que la probabilidad de un jonrón fuera mayor. Smith y su equipo publicaron sus resultados a principios de este año en la revista revisada por pares Ciencias Aplicadas.

    MLB ha utilizado el mismo fabricante de balones, Rawlings, durante más de 65 años. A pesar de que las especificaciones de la pelota no han cambiado en décadas, con una pastilla de goma de corcho cuidadosamente medida, envuelta en capas de lana y cubierta con piel de vaca, las propiedades hechas a mano dejan que sea susceptible a diferencias menores. En otras palabras, las pequeñas diferencias en las costuras entre las pelotas de béisbol podrían explicar el gran impulso en el conteo de jonrones.

    La prueba

    sistema de medición de velocidad en wsu que mide la resistencia

    Sistema de medición de velocidad en WSU que mide la resistencia.

    Universidad Estatal de Washington

    Tradicionalmente, para rastrear los datos de arrastre y elevación, los investigadores necesitan colocar una pelota en un túnel de viento, pero esto requiere unir algo a la pelota, denominado aguijón, para mantenerla en su lugar. Smith dice que la estrategia del túnel de viento ha funcionado bien durante décadas, pero «si realmente estás tratando de capturar la resistencia con precisión», dice. Mecánica Popular, “la forma en que agarras la pelota puede ser un problema. Es difícil eliminar los efectos del aguijón con una pelota moviéndose en el túnel de viento”.

    “Si tienes una pelota áspera, estás peor que [if] estabas en el túnel de viento.

    WSU utiliza un sistema de puerta de luz de alta gama para crear una cortina de luz en un lado del corredor por el que pasa la pelota, y una serie de sensores detectores de luz de alta velocidad en el otro lado para identificar cuándo pasa un objeto. Con múltiples puntos de señal, una puerta de luz determina la velocidad de la pelota. «La medición de la velocidad no es tan difícil, es bastante sencilla», dice Smith, «solo tiene que alinearse con cuidado».

    Con la puerta de luz alineada, Smith y su equipo sabían que necesitaban algo mejor que una máquina de lanzamiento tradicional para hacer que la pelota se moviera. Si bien es efectivo en la práctica de bateo, las ruedas de la máquina rayan la superficie de la pelota desde el primer lanzamiento. “La aerodinámica de la pelota es muy sensible a la superficie”, dice Smith. “Si tienes una pelota áspera, estás peor que [if] estabas en el túnel de viento.

    el sistema de medición de flujo de la universidad tecnológica de delft mide el flujo de aire de las pelotas en vuelo libre

    El sistema de medición de flujo de la Universidad Tecnológica de Delft mide el flujo de aire de las pelotas en vuelo libre.

    Universidad Estatal de Washington

    El equipo creó una máquina lanzadora que parece una enorme pistola de clavos, con un pistón de cuatro pies de largo para impulsar la pelota y acelerarla a velocidades de hasta 400 millas por hora. El diseño les permite hacer que la pelota se mueva rápidamente a través de la puerta de luz, evitando dañar la superficie. Para crear giro en la pelota, un ingeniero del personal agregó un dispositivo en forma de U en el extremo del cañón: un lado tenía mucha fricción y el otro era bajo, para impartir un giro suave.

    Smith dice que la combinación del cañón especialmente diseñado y la puerta de luz de alto calibre le permite al equipo acelerar la pelota a la velocidad deseada, controlar el giro y medir con precisión la sustentación y la resistencia.

    Participación de la MLB

    Smith comenzó a desarrollar este método hace aproximadamente una década y luego trabajó con la Asociación Atlética Universitaria Nacional (NCAA) en las especificaciones del béisbol. Cuando MLB creó un panel, la liga llamó. Smith dice que su equipo pronto descubrió que usar un calibrador manual para medir la altura de la costura del algodón suave no era lo suficientemente preciso. Configuraron un láser para tomar 10,000 puntos de datos de la pelota para medir cualquier diferencia entre las pelotas, incluida la capacidad de obtener una altura promedio de la costura de algodón rojo cosida a mano. Luego, el equipo de Smith actualizó sus lecturas láser para tomar más de un millón de puntos de datos en cada pelota.

    Ahora trabajando con MLB de forma continua, las nuevas mediciones de laboratorio de la resistencia de una pelota de béisbol pueden funcionar básicamente con cualquier pelota. El laboratorio ha investigado múltiples tipos de pelotas de béisbol, softbol, ​​pelotas de golf e incluso, más recientemente, un estudio que analizó las pelotas de pepinillo.

    Cuando se trata de béisbol, Smith será el primero en saber si esas alturas de costura, o cualquier otra cosa, cambian en una pelota de la MLB. “Hay mucha aerodinámica divertida e interesante que puedes hacer cuando obtienes esta medición realmente precisa”, dice.

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Neto

Soy Neto, creador de LaNetaNeta.com Me apasiona leer y aprender, disfruto escribir y compartir publicaciones interesantes con el publico.

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