Een onverwachte wending van een fastball met vier naden of een fastball met twee naden kan het verschil maken in een honkbalteam dat de World Series wint of verliest. Echter, "Sommige verklaringen over de verschillende velden zijn ronduit fout, " zei Barton Smith, een professor in mechanische en ruimtevaarttechniek aan de Utah State University die zichzelf als een grote fan van het spel beschouwt.

Hij en zijn promovendus, Nazmus Sakib, voeren experimenten uit om uit te leggen hoe honkballen bewegen. Sakib en Smith zullen hun bevindingen presenteren op de 71e jaarlijkse bijeenkomst van de American Physical Society's Division of Fluid Dynamics, die zal plaatsvinden van 18-20 november in het Georgia World Congress Center in Atlanta, Georgië.

Een honkbal is asymmetrisch vanwege het achtvormige stikpatroon, en de manier waarop een honkbal door de lucht beweegt, hangt af van de mate en richting van zijn draai en zijn oriëntatie wanneer de hand hem loslaat. Het Magnus-effect, of de kracht op een ronddraaiend object dat door een vloeistof zoals lucht beweegt, duwt in de richting waarin de voorkant van de bal draait. Dus het zorgt ervoor dat een bal met topspin valt en een bal met backspin wat lift krijgt - genoeg om zijn val te vertragen, maar niet genoeg om de zwaartekracht te overwinnen.

Dit goed bestudeerde fenomeen treft de meeste velden, behalve de vrijwel spinvrije knokkelbal, die met de duim en vingertoppen wordt gegrepen. De twee-naad fastball, die wordt gegrepen door de middelvinger en wijsvinger langs de naden, leek zich ook te gedragen op een manier die niet werd verklaard door het Magnus-effect.

Sakib en Smith richten zich op deze twee velden, die worden beïnvloed door andere krachten dan het Magnus-effect. In hun studie hebben de onderzoekers zetten een pitching-machine op die fastballs en knuckleballs door een rokerig pad slingert. Automatische foto's, geactiveerd door lasersensoren, maakte twee beelden van de bal en rook na het loslaten. Vervolgens, met behulp van een techniek genaamd deeltjesbeeldsnelheidsmeting, Sakib en Smith volgden de bewegingen van de rookdeeltjes om het snelheidsveld rond de bal en de richting van de roterende lucht op een bepaalde plek te berekenen.

Vervolgens, ze berekenden de "scheiding van de grenslaag" door de delen van het oppervlak van de bal te identificeren waar de luchtlaag rond de bal was gescheiden om het zog te vormen. Hoewel de scheiding van de grenslaag voor de twee fastball-velden anders varieert als de bal roteert, het netto-effect is hetzelfde.

Sakib en Smith ontdekten dat de steek met twee naden een gekantelde spin-as heeft vanwege het feit dat de ene vinger de naad verlaat voor de andere, waardoor de bal zijwaarts kan bewegen, in tegenstelling tot een fastball met vier naden. In het geval van de knuckleball, het scheidingspunt kan halverwege de vlucht veranderen, waardoor de bal willekeurig van richting verandert.

Smith hoopt nu "een werper uit de Major League te ontmoeten die wil gebruiken wat we hebben geleerd door middel van vloeiende dynamiek om een ​​betere worp te gooien."