Wie werden Newtons drei Bewegungsgesetze im Baseball verwendet?

Wenn ein Baseball geworfen, getroffen und in die Luft geflogen wird, wirken auf ihn eines oder mehrere der physikalischen Prinzipien, die vor über 300 Jahren von Sir Isaac Newton formuliert wurden. Folklore erzählt, wie der Mathematiker und Physiker das Gesetz der Schwerkraft zum ersten Mal erkannte, als er einen fallenden Apfel beobachtete. Hätte Newton stattdessen ein Baseballspiel gesehen, hätte er vielleicht alle drei Bewegungsgesetze im siebten Inning formuliert.

Newtons Erstes Bewegungsgesetz besagt, dass jedes Objekt in Ruhe oder in gleichförmiger Bewegung in einer geraden Linie bleibt, es sei denn, es wird durch die Einwirkung einer äußeren Kraft gezwungen, seinen Zustand zu ändern. Hall of Fame-Pitcher Nolan Ryan verzeichnete 5.714 Strikeouts, wie im Baseball Almanac dokumentiert, wobei er beim Werfen seines Marken-Fastballs das erste Gesetz anwendete. Ryan hielt den Baseball in seinem Handschuh in Ruhe, während er auf die Schilder des Fängers schaute. Nachdem er ein Zeichen erhalten hatte, ging er in seinen Windup und setzte den Ball mit einer Überhandlieferung in Richtung Home-Plate.

Zusätzlich zu Ryans Fähigkeit, einen Fastball mit 100 Meilen pro Stunde zu werfen, verstand er die Physik des Luftdrucks, der auf die Oberfläche eines sich drehenden Balls einwirkt. Der seitliche Spin auf seinen Fastball führte dazu, dass sich der Ball mehrere Zentimeter seitwärts bewegte, als er die Home-Plate überquerte, was es praktisch unmöglich machte, als Hitter zu zielen. Prominente Werfer verwenden das erste Bewegungsgesetz, um Fastballs, Slider und Curve Balls zu werfen.

Das erste Newtonsche Gesetz wird an beiden Enden einer Tonhöhe realisiert. Der Wurf des Pitchers setzt den Baseball in Bewegung und der Hitter setzt den Schläger durch Schwingen in Bewegung. Newtons zweites Bewegungsgesetz (F=M*A) zeigt, wie sich die Geschwindigkeit eines Massenobjekts ändert, wenn es einer äußeren Kraft ausgesetzt wird. Dieses zweite Gesetz zeigt, dass die im Moment des Kontakts erzeugte Kraft gleich der kombinierten Masse und Beschleunigung von Ball und Schläger ist.

Hitters nutzen dieses Phänomen in bestimmten Situationen aus, indem sie leichter schwingen, um einen Hit zwischen den Infieldern und Outfieldern zu landen. Newtons zweites Gesetz wird dramatisch veranschaulicht, wenn Schläger springen, weil die Masse des Schlägers nicht in Bewegung ist. Die Massenbeschleunigung wird durch den aufgeschlagenen Baseball bereitgestellt. Ein cleverer Bunter nutzt die Massenbeschleunigungsfaktoren im Moment des Kontakts, indem er den Lauf des Schlägers leicht auf die vom Baseball erzeugte Kraft reagieren lässt. Das Ergebnis ist ein Bunt, der kurz vor einem Infielder zum Stehen rollt.

Newtons drittes Bewegungsgesetz besagt, dass es für jede Aktion eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion gibt. Outfielder verstehen dies in Bezug auf einen Baseball, der nach oben geht, muss wieder herunterkommen. Das erste Newtonsche Gesetz gilt für die kombinierten Kräfte von Luftdruck und Schwerkraft, die auf einen Baseballschlag in der Luft wirken. Das zweite Newtonsche Gesetz über Kraft, Masse und Beschleunigung gilt dafür, wie hoch und weit der Ball getroffen wird.

Outfielder lernen, die Gesamtdistanz von Flyballs zu messen, kurz bevor der Ball die Höhe seines Bogens erreicht. Außergewöhnliche Outfielder haben die Fähigkeit, die gleichen Berechnungen anzustellen, wie der Baseball nach einem Treffer zu steigen beginnt. Ein Outfielder könnte erkennen, dass die Entfernung zwischen seiner Position und dem projizierten Bogen des Balls es unmöglich macht, bestimmte Bälle im Flug zu fangen. Outfielder verwenden Newtons zweites Gesetz, um in Position zu kommen und fliegende Bälle zu fangen oder zu fangen.

Base-Runner machen Berechnungen basierend auf allen drei Newtonschen Bewegungsgesetzen whether, egal ob sie versuchen, die Base bei einem Treffer zu erreichen oder eine Base zu stehlen. Hitter setzen sich in Richtung First Base in Bewegung und berechnen gleichzeitig die Geschwindigkeit eines Groundballs oder die Distanz eines Flyballs. Basierend auf dem zweiten Gesetz kann sich der Hitter entscheiden, zuerst zu halten oder für zusätzliche Basen weiterzulaufen. Erfahrene Base-Stealer verwenden Newtons drittes Gesetz, um die Zeit zu berechnen, die ein von einem Fielder oder Outfielder geworfener Ball benötigt, um die anvisierte Base zu erreichen. Der Lead-Off-Hitter der Hall of Fame, Ricky Henderson, nutzte seine Geschwindigkeit und die Bewegungsgesetze, um während seiner 25-jährigen Karriere einen Rekord von 1.406 Bases zu schlagen, auf die Base zu gelangen und zu stehlen.