野球ボール

質問

野球のボールには約1mmの高さの縫い目があります。
たとえばボールが回転しないでまっすぐ進むと考えたときに、縫い目がボール上方に来ていたらその部分の空気抵抗はどうなるのでしょうか？どの程度縫い目が無い時と変わるのでしょうか。これを簡単な流体力学の計算で出せませんか？
どなたか教えていただけないでしょうか？

回答No.3

TFSQ

ちょっと違いますが、今レッドソックス松坂で話題のジャイロボールが本当に投げられるのであれば、かなり似たようなことになるのでは。ほとんど縫い目の影響を受けない（影響が極めて小さい）玉もあり得るはずです。

以下のサイトにジャイロボールの物理理論が載ってます。縫い目の位置によって変化が変わるようですが、理論的には普通のストレート（バックスピンがかかってます。）と比べ、初速が同じで終速が早く、ストレートより数十センチ落ちるそうです。
他のサイトも見たことがありますが、サイトによって少しずつ書いてあることが違います。

参考まで。

http://baseballers.fc2web.com/pitching/jairo-index.html

回転しない玉はフォークボールやナックルボールで実際に投げる人がいます。ただ、無回転だと空気抵抗の影響で大きく落ちるはずです。

学問としての物理は専門ではないのでわかりませんが・・・・

回答No.2

sanori

つい先日、似た質問に回答しました。

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1955956

（その関連）
http://homepage3.nifty.com/iromono/kougi/ningen/node26.html

２番目のサイトには、非常によい実験結果が書かれています。
試算をしてみたいのであれば、これを参考にされるのがよいでしょう。

＃１さんが回答されているように、ボールに凹凸を増やせば、ボールの付近に乱流が起こって空気抵抗が少なくなります。

また、つるつるしたボールであれば、速度によらず抵抗係数が不変、すなわち、２乗則によくしたがうようです。つまり、空気抵抗が、ボールと空気との相対速度の２乗に比例します。

なお、一見、「回転無し」の状態が、最も単純なモデルで済みそうな気はしますが、実はそれが曲者で、現実には、フォークボールやナックルボールになります。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A9%E3%83%BC%E3%82%AF%E3%83%9C%E3%83%BC%E3%83%AB

お礼

このサイトを参考に計算してみたいと思います。ありがとうございました。

回答No.1

N64

計算で出すのは、不可能なので、実験で出します。流体力学の方程式は、3次元の非線形偏微分方程式という、難しいものなので、計算だけで解けるのは、ものすごく簡単な場合か、仮定をたくさん設けて、式が解けるまで簡単化できた場合だけです。
ボールの縫い目は、ボールの表面の一部にしかないので、どの程度の効果があるのか分かりませんが、ゴルフボールは前面にぶつぶつがあります。これは、そのほうが、よく飛ぶからです。表面が、つるつるの場合より、よく飛びます。これは、ゴルフボールの表面に、きわめて近い気流に乱れを起こさせて、混合すると、表面の気流が、ボールから、はがれにくくなるからです。ボールもそうですが、飛行機の翼にも、よく見ると、気流を乱すための、突起物が並んでいるところがあります。気流が、翼から離れ、揚力が低下するのを、防いでいます。

お礼

解答ありがとうございます。