Come vengono utilizzate le tre leggi del movimento di Newton nel baseball?

Quando una palla da baseball viene lanciata, colpita e vola in aria, uno o più dei principi fisici formulati oltre 300 anni fa da Sir Isaac Newton agiscono su di essa. Il folklore racconta come il matematico e fisico abbia realizzato per la prima volta la legge di gravità osservando una mela che cade. Se invece Newton avesse guardato una partita di baseball, avrebbe potuto formulare tutte e tre le leggi del movimento entro il settimo inning.

La prima legge del moto di Newton afferma che ogni oggetto rimane fermo o in moto uniforme in linea retta a meno che non sia costretto a cambiare il suo stato dall'azione di una forza esterna. Il lanciatore della Hall of Fame Nolan Ryan ha registrato 5.714 strikeout, come documentato nel Baseball Almanac, usando la prima legge quando lanciava la sua palla veloce. Ryan teneva ferma la palla da baseball nel suo guanto mentre guardava i segni del ricevitore. Dopo aver ricevuto un segnale, è andato nel suo caricamento e ha messo la palla in movimento verso casa base con un overhand.

Oltre alla capacità di Ryan di lanciare una palla veloce a 100 mph, ha capito la fisica della pressione dell'aria che agisce sulla superficie di una palla rotante. Mettere la rotazione laterale sulla sua palla veloce ha fatto sì che la palla si spostasse di diversi pollici lateralmente mentre attraversava casa base, rendendo praticamente impossibile mirare come battitore. I lanciatori di spicco usano la prima legge del movimento per lanciare palle veloci, slider e palle curve.

La prima legge di Newton si realizza ad entrambe le estremità di un campo. Il lancio del lanciatore mette in movimento la palla da baseball e il battitore fa muovere la mazza oscillando. La seconda legge del moto di Newton (F=M*A) mostra che la velocità di un oggetto di massa cambia quando è soggetto a una forza esterna. Questa seconda legge dimostra che la forza generata al momento del contatto è uguale alla massa e all'accelerazione combinate sia della palla che della mazza.

I battitori sfruttano questo fenomeno in determinate situazioni oscillando più facilmente per far cadere un colpo tra gli interni e gli esterni. La seconda legge di Newton è drammaticamente illustrata quando i battitori sfondano, perché la massa del pipistrello non è in movimento. L'accelerazione di massa è fornita dalla palla da baseball lanciata. Un abile bunter sfrutta i fattori di accelerazione di massa al momento del contatto permettendo alla canna della mazza di reagire leggermente alla forza generata dalla palla da baseball. Il risultato è un bunt che si ferma prima di un interno.

La terza legge del moto di Newton afferma che ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria. Gli esterni lo capiscono in termini di una palla da baseball che sale deve scendere. La prima legge di Newton si applica alle forze combinate di pressione dell'aria e gravità che agiscono su un colpo di baseball in aria. La seconda legge di Newton relativa a forza, massa e accelerazione si applica a quanto in alto e lontano viene colpita la palla.

Gli esterni imparano a misurare la distanza complessiva delle palle volanti appena prima che la palla raggiunga l'altezza del suo arco. Gli esterni eccezionali hanno la capacità di fare gli stessi calcoli quando la palla da baseball inizia a salire quando viene colpita. Un esterno potrebbe rendersi conto della distanza tra la sua posizione e l'arco proiettato della palla che rende impossibile la cattura di alcune palle al volo. Gli esterni usano la seconda legge di Newton per entrare in posizione e mettere in campo o prendere le palle al volo.

I corridori di base fanno calcoli basati su tutte e tre le leggi del movimento di Newtonton, sia che cerchino di raggiungere la base su un colpo o di rubare una base. I battitori si mettono in movimento verso la prima base e contemporaneamente calcolano la velocità di una palla a terra o la distanza di una palla al volo. In base alla seconda legge, il battitore potrebbe decidere di trattenere in un primo momento o continuare a correre per basi extra. I ladri di basi abili usano la terza legge di Newton per calcolare il tempo impiegato da una palla lanciata da un difensore o da un esterno per raggiungere la base mirata. Il battitore della Hall of Fame Ricky Henderson ha usato la sua velocità e le leggi del movimento per colpire, salire in base e rubare un record di 1.406 basi durante una carriera durata 25 anni.