Стал случайным свидетелем передачи "Искажение времени", идущей по каналу Дискавери. В одной из ее частей подробно исследовался поставленный в заголовке вопрос. Ниже я постараюсь передать суть передачи, подкрепляя скриншотами программы, только вот многие нюансы, видимые на пленке, теряются на статичном изображении. Видеть весь процесс в динамике в замедленном действии - потрясающее зрелище, и никаким текстом с картинками этого не передать. Поэтому в конце статьи вы сможете увидеть запись этой передачи (на английском языке). Обязательно посмотрите (оригинальное название "Time Warp").
В Университете Лоуэлл, штат Массачусетс, расположен центр по изучению бейсбола, в котором есть специальная лаборатория с необходимым оборудованием. Именно в ее недрах будут выявляться причины поломки биты с научной точки зрения в специальной капсулоподобной "адской машине" (так ее назвали в передаче).
Внутри нее вертикально крепится бита в подвижный фиксирующих механизм. Бейсбольный мяч выстреливается со скоростью до 300 км/ч.
Видно, насколько сильно мячик сжимается, поскольку сила удара должна куда-то уйти. Обратите внимание на последний кадр: треть поверхности мяча вдавило внутрь от удара. Удивительно, что он не разорвался, при этом его сила превосходит примерно в 60 раз силу, с которой масса человека давит на землю. Это и есть одна из причин поломки биты - скорость мяча.
Какова же другая?
Глядя в замедленном действии как ведет себя бита, можно заметить, что она тоже очень сильно прогибается. Словно сделана из резины, а ведь бита очень прочное изделие.
По бите волной, доходящей до ручки, распределяется сила удара. На скриншоте не видно многих мелких колебаний, обязательно смотрите видео. Каждый раз, ударив по мячу, бэттер чувствует эту волну, однако, просто так тяжело понять характер этих вибраций.
Если же вибрации будут слишком сильными - древесина разломится.
Для воспроизведения поломки положение биты было изменено: точка удара теперь ближе к ее центру на 10-15 см, а скорость полета мяча порядка 250 км/ч (она сложена из скорости удара и скорости полета мяча, 100 и 150 км/ч соответственно).
Ощутимо, если мяч ударяется ниже, колебания гораздо больше. Как правильно было замечено в передаче, бита извивается словно змея.
А что если ее придвинуть еще ближе (см 7-8)?
Бита сломалась, но не совсем. Вся энергия мяча уходит в точку, где дерево разламывается.
Однако в ходе конкретно этого эксперимента бита не разломалась, а только расщепилась. Когда бейсболист попадает по нему нижней частью биты - вся кинетическая энергия распределяется по дереву так, что это может привести к его разлому в самых разных частях в зависимости от точки, на которую пришелся удар мяча.
Вот и ответ на столь интригующее и волнующее зрелище, когда в момент очередного питча щепки древесины летят в разные стороны от бэттера.
P.S. Текст постарался сохранить близко к оригиналу.
P.P.S. Еще один нюанс, который может привести к поломки биты - выбор неправильной стороны для удара, о чем было написано в статье "Как работает бейсбол".
