Démêler les secrets de la Knuckleball

(ISNS) - Une équipe de chercheurs français a examiné les causes de la knuckleball - dans le baseball et autres sports - de se déplacer de façon imprévisible en fin de vol. Ils concluent que le joueur qui lance, coups de pied ou autrement relâche le ballon fournit un seul facteur en mouvement résultant de l'orbe. 

Le constat est particulièrement pertinent car la Major League Baseball honoré Mets de New York lanceur RA Dickey avec le prix 2012 National League Cy Young. Dickey stocks dans le commerce est la possibilité de jeter le terrain knuckleball voltigeant avec autant de précision et de manière cohérente qu'il a terminé la saison avec 20 victoires et un EER de seulement 2,73. 

Les chercheurs ont constaté que l'effet dans la foulée que la balle laisse derrière elle comme elle se déplace vers la pâte crée l'effet knuckling, tant que le lanceur lance la balle à la vitesse appropriée. 

«Quand un domaine est dans un flux, il ya une vitesse critique à partir duquel le sillage de la sphère et la force de traînée agissant sur la boule fortement diminuer», a expliqué l'hydrodynamique étudiant diplômé Caroline Cohen, de la France Ecole Polytechnique. La diminution de la taille de la suite peut conduire à une force latérale qui augmente l'écart de la balle à partir d'un chemin en ligne droite. Physiciens des fluides appelons cela la «crise de la traînée." 

Jeté relativement lentement et avec rotation minimale, comparée à celle des balles rapides ligues majeures, le knuckleball confond frappeurs en changeant la direction de façon apparemment aléatoire en fin de vol. 

Mais knuckleballs ne se limitent pas au baseball. En cricket, indienne chapeau melon rapide Zaheer Khan a été connu d'utiliser un knuckler pour sa ralentissement de balle. Les volleyeuses d'expérience knuckling comme une boule à pointes se referme sur eux. Et, le plus important pour les scientifiques français, les joueurs de haut niveau comme la ligue espagnole star du Real Madrid Cristiano Ronaldo peut taper dans un ballon de soccer dans une telle manière qu'il zigzags imprévisible en route pour un gardien de but adverse. 

Performances de Ronaldo a convaincu le groupe, dirigé par l'Ecole Polytechnique Christophe Clanet, directeur de recherche et comprenant également son étudiant diplômé Baptiste Texier, pour explorer l'effet. 

Pour supprimer le facteur humain, ils ont abandonné l'acier, du verre et des perles en plastique de différentes tailles dans un réservoir d'eau et surveiller leur passage d'une caméra à haute vitesse. 

"L'avantage de l'eau est dans la réduction de la durée de l'observation, parce que la densité de l'eau est de 1.000 fois celle de l'air," Clanet expliquées. «De plus, on peut facilement imaginer la suite des perles dans l'eau avec un colorant fluorescent." 

Afin de s'assurer que les perles ne sont pas filer comme ils sont entrés dans l'eau, l'équipe a deux lignes perpendiculaires sur chaque bille. Images des lignes de prises que les billes chuté confirmé que les perles ne pas tourner ou pivoter une fois qu'ils ont atteint l'eau. 

«C'est une façon très intelligente de procéder - en créant une situation de laboratoire qui, du mieux qu'ils peuvent, les modèles de la vraie vie», a déclaré Alan Nathan, professeur émérite de physique à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, qui a utilisé des images de suivi d'analyser les emplacements knuckleball. 

L'étude a fourni le résultat surprenant que la mesure de knuckling augmenté quand ils ont utilisé des perles moins denses de passer à travers l'eau. 

«La grande surprise était que chaque perle a fait un zigzag - à partir d'un plastique petite perle à un acier d'un pesant sept kilos," a déclaré Cohen. «Nos visualisations montrent que l'effet zigzag est due à l'asymétrie du sillage derrière une sphère, causée par le réarrangement du tourbillon de la sphère émet comme il coule dans l'eau." 

Sur la base de leurs observations, l'équipe française a déduit une série de lois pour prévoir la quantité de knuckling pour les tailles de billes différentes et fluides. 

Mais une première idée de ces lois, a déclaré Cohen, a indiqué que nous devrions être en mesure d'observer l'effet fusée dans le football. Depuis Ronaldo sans doute doigts un ballon de soccer, le processus nécessaire un autre ingrédient. 

Cet ingrédient supplémentaire était la crise de traînée. 

"Mais vous devez frapper la balle à une vitesse proche de celle de la crise de glisser et de le faire sans essorage pour observer l'effet fusée", a déclaré Cohen. 

Le make-up de la balle de football influe également sur l'étendue de knuckling. 

"La douceur de la sphère, plus vous observez en zigzag, parce que la crise est plus grande pour glisser sphères lisses», a déclaré Cohen. 

Le ballon Jabulani utilisé dans le football Coupe du monde de 2010 hommes flottaient d'autant plus que les balles précédentes, car il n'avait pas de coutures et a été très bon, at-elle ajouté. 

Mais la construction de baseball MLB utilisés par le reste la même à chaque saison, de sorte que le facteur n'a pas d'incidence lanceurs knuckleball. 

"La seule différence est la présence de baseball des coutures, ce qui peut orienter la direction de la force latérale», a déclaré Cohen. "Mais l'effet est le même." 

La recherche suggère pourquoi il ya des changements aléatoires dans le mouvement de la balle, même si elle est toujours sorti de la même manière. 

"Il se pourrait bien que la raison ultime de l'knuckleball est l'effusion de tourbillons. Cela n'est pas du tout en contradiction avec ce que j'ai trouvé par des hauteurs de suivi», dit Nathan. 

La recherche a été présenté plus tôt ce mois-ci lors d'une réunion de la Division de l'American Physical Society, de la dynamique des fluides, à San Diego. 

Un ancien rédacteur scientifique du magazine Newsweek, qui ne peut ni lancer ni planter une knuckleball, Peter Gwynne est un rédacteur scientifique à Cape Cod, dans le Massachusetts.