Anatomie d’un terrain vraiment méchant. Mise à jour: Pourquoi est-mouvement penalty donc irrégulier ?

Original: http://baseball.physics.illinois.edu/DickeyPitch103a.html


Le 13 juin 2012, R. A. Dickey aigu à celui-frappeur contre les Rays de Tampa Bay au Tropicana Field. En bas de la troisième, Dickey a radié Will rimes avec le terrain levé dans le clip vidéo à grande vitesse ci-dessus. Regardez bien à la hauteur. En veillant à ne pas se laisser berner par le mouvement ascendant de la caméra ou le mouvement de l’attrape, voir si vous pouvez remarquer que le terrain subit deux changements distincts de direction. Peu de temps après la libération, il semble se déplacer brusquement vers la droite ; plus tard, il se déplace juste aussi brusquement vers la gauche. Pauvres n’aura jamais eu une chance. En fait, même l’attrape a beaucoup de mal avec le terrain, comme nous voyons par les mouvements de la tête et le gant. Il semble incontestable que ce terrain obtient une note très élevée sur l’échelle de méchant.
ball-bat
Dickey frappe dehors Will rime avec un penalty presque unhittable.
La technologie moderne nous a donné deux outils pour l’analyse de ce terrain. Tout d’abord, la vidéo à haute vitesse permet de voir le mouvement de la balle, y compris sa rotation, dans les moindres détails. Deuxièmement, nous sommes très heureux que le système de radar Doppler TrackMan est mis en place au Tropicana Field, permettant une mesure assez précise de la trajectoire du terrain. Dans cet article, je vais à ces deux outils dans ma tentative de démêler ce qui se passe avec cette inclinaison.
Première nous allons jeter un regard plus attentif sur le clip vidéo. La première étape de ce processus est de démêler les 110 images individuelles de la séquence d’images gif animées, ce qui nous permet d’inspecter chaque image à un rythme plus tranquille. La balle au départ quitte main Dickey à trame 12 et frappe de receveur de la gant à trame de 99. Connaissant la vitesse de libération de TrackMan (voir ci-dessous), on peut donc estimer que la caméra fonctionne à une vitesse d’environ 166 images/sec. Ensuite, nous pouvons suivre le vol du logo MLB, qui est clairement visible sur la balle, pour déterminer que le ballon fait un tour en 63 cadres, complet afin que la vitesse de rotation est d’environ 150 tr/min. C’est un taux de rotation très faible par rapport à la 1000-2000 tr/min qui est typique des goudrons normales. Mais outre la lenteur, l’axe de rotation est également inhabituel dans c’est-à-dire semble être une spirale, comme une balle ou passe en avant dans le football. En d’autres termes, ce terrain ressemble à un faible spin gyroball, soit un total d’environ 1,5 tours.
 
Maintenant nous allons jeter un oeil à la trajectoire de TrackMan. L’intrigue de la position horizontale (x) en fonction du temps

ball-bat

est indiqué à droite. Le système de coordonnées est telle que x < 0 correspond à la droite du marbre, comme en témoigne le pichet. Les points bleus sont les données de suivi réelle, mesurées en 0,004 toutes les secondes. Tortille dans les données est presque certainement pas réel mais un artefact du système de mesure radar. En effet, autres emplacements « ordinaires » levées cette émission de jeu similaire wiggles. Nous allons donc les ignorer dans notre analyse en faisant la moyenne sur les wiggles afin d’obtenir la courbe rouge, qui est une meilleure représentation de la trajectoire réelle de la balle. Alors que pouvons-nous apprendre en regardant la courbe rouge ? Les deux changements apparemment soudaines de direction qui sont vus dans la vidéo apparaissent comme des changements dans la pente de la courbe rouge, parfois indiquée par les deux flèches. La balle au départ démarre à x < 0, qui est attendue pour un droitier et se déplace de droite à gauche à environ 4,7 pi/s. Le premier changement de pente se produit environ 0,1 sec. Le ballon ne bouge pas en fait vers la droite ; plutôt, il continue à se déplacer vers la gauche, mais à une vitesse réduite d’environ 1,2 pi/s. Le deuxième changement de pente se produit à environ 0,3 sec, augmentant à environ 3,6 pi/s.

ball-bat

La prochaine étape de l’analyse est d’essayer de faire correspondre ce que nous voyons dans la vidéo avec ce que nous mesurons avec le radar. En fait, je vais faire encore plus que cela. Ce que je veux faire, c’est montrer comment ce terrain suit exactement le modèle du mouvement qui est attendue après des expériences de la soufflerie. Tout d’abord Regardez les captures d’écran de la balle aux moments indiqués. Notez en particulier l’orientation de la couture qui est visible à la cruche. Si vous voulez trouver l’orientation de la balle, comme en témoigne l’attrape, juste appuyer sur gauche et droite. Ainsi, dans l’image à 0,106 sec, la couture est vertical et à droite de la pitcher. Pour le receveur, la couture qu’il voit sur le côté opposé est aussi vertical et à sa gauche. Et c’est la direction que la balle est censée briser selon les données de soufflerie–à gauche de la receveur ou pichet son droit, tout comme nous le voyons dans la vidéo et de données de suivi. Maintenant, étant donné que le ballon est lancé avec gyro spin, la couture, responsable du mouvement a simplement tourne autour de la direction du mouvement. Ainsi, à 0,204 sec, il est horizontal et sur la moitié inférieure de la balle, ce qui entraîne une rupture à la baisse. À sec 0,319 c’est encore vertical entraînant une pause à gauche de la pitcher. Et ainsi de suite. La direction de la force responsable du mouvement simplement tourne autour dans le sens horaire, vu par le lanceur et est indiquée par la flèche sur la figure.
Maintenant Regardez les deux chiffres, qui montre les données de suivi horizontales et verticales tracées en fonction du temps. Les points rouges sont les données réelles et les courbes noires sont le comportement attendu des données si la force suit un modèle circulaire comme prévu à partir des données de soufflerie. Encore une fois, ignorant les wiggles non-physiques, les courbes font une comptabilité remarquablement bon travail pour les données. La taille de la force est comparable à celle d’une balle courbe typique, ce qui signifie que c’est ni inhabituel ni anormalement faible. Le « double saut » est une conséquence de deux choses : le modèle circulaire de la force et le fait que la balle une rotation 1,5 tours. La balle avait été jetée avec, en dire, seulement 1 tour, le mouvement associé à la deuxième pause gauche de Dickey) serait survenu trop tard dans la trajectoire d’avoir beaucoup d’effet. Notez que la force affecte également le mouvement vertical, bien qu’il soit beaucoup plus difficile à discerner car ce mouvement est largement déterminé par la gravité.
ball-bat
ball-bat


Alors, permettez-moi de résumer ce que nous avons réussi à accomplir. Nous avons vidéo à grande vitesse, nous avons des données de suivi, et nous avons des mesures de soufflerie. Et tous ces pièces individuelles semblent être cohérents entre eux. Malgré la direction changeante de la force, la trajectoire est toujours très lisse, ne produisant aucun changement brusque qui serait hautement non-physiques. Une telle trajectoire, malgré sa finesse, être bien ne cadrerait pas par le modèle d’accélération constante habituel utilisé dans le PITCHf / x système. En prime, peut-être nous avons trébuché sur quelque chose de valeur très pratique, à savoir l’efficacité de la gyro-rotation en produisant plusieurs sauts de la trajectoire. Dickey cela fait exprès ? Sait-il quelque chose que nous commençons seulement à découvrir ? J’aimerais connaître la réponse à cette question. Peut-être y a-t-il un avenir pour moi comme collaborateur scientifique à l’Académie de Knuckelball ! Ou non.
Pourquoi le mouvement penalty est tellement erratiques ?
Maintenant, il est bien établi que le mouvement de penalty est erratique. Ce qui exactement que je veux dire par ? Je veux dire que le mouvement, défini comme étant l’écart par rapport à une trajectoire linéaire, est aléatoire de terrain au terrain. Ce mouvement est parfois à gauche, parfois à la droite, etc.. C’est très différent du comportement des emplacements « normales », qui sont tout à fait prévisible dans la façon dont ils se déplacent. En effet, c’est précisément cette prévisibilité, ainsi que de la vitesse de libération, qui se trouve à la base des schémas de classement de tangage. Le caractère imprévisible du mouvement penalty a été étudié depuis les premiers jours de PITCHf / x. Un des premiers articles a été l’excellent morceau écrit par John Walsh, Papillons sont pas balles  (Butterflies Are Not Bullets) et publié dans The Hardball Times en novembre 2007. Alors, voici la grande question : Pourquoi est le mouvement d’un penalty si imprévisible ? Maintenant que nous avons un très bon modèle pour les forces qui donnent lieu à la trajectoire de ce terrain particulier de la R. A. Dickey, nous sommes en mesure de commencer à répondre à cette question.

Dans l’image ci-dessus, j’ai retracer la trajectoire de la hauteur dans le plan horizontal (c’est-à-dire, une vue de dessus), avec le même point de vue de gauche à droite comme dans la vidéo. La tache noire représente la largeur de la plaque de la maison. La courbe bleue est la solution pour les données de suivi décrites ci-dessus et représente notre meilleure estimation de la trajectoire réelle. Rappelons que le terrain fait 1,5 rotations entre la libération et de marbre. Maintenant nous allons presque tout garder le même sur ce terrain. Autrement dit, le point de rejet, la vitesse initiale et direction, l’orientation initiale de couture, l’axe de rotation et la relation entre les forces et l’orientation de la couture sont tout de même. Toutefois, supposons que R. A. fait tourner la balle un peu plus lentement, afin qu’il fasse des révolutions 1.0 au lieu de 1,5. Ce que la trajectoire ressemblerait-il ? Compte tenu de notre modèle mathématique pour la trajectoire, nous pouvons facilement répondre à cette question : il pourrait ressembler exactement la courbe rouge. Les deux courbes tombent juste au-dessus de l’autre de libération à environ 40 mètres de marbre, mais par la suite, elles s’écartent fortement. En effet, la courbe rouge finit par le rebord extérieur de marbre tandis que la hauteur réelle a atterri juste au milieu. C’est une différence de plus de 8 pouces. Le fait que ces deux terrains ne différant que par la vitesse de rotation se comportent si différemment de l’autre nous donne une perspicacité considérable quant à pourquoi le mouvement est donc irrégulier, c’est-à-dire, si différent d’un terrain à l’autre.

Le penalty peut très bien être une manisfestion de ce que les physiciens appellent la dynamique chaotique, par lequel petits changements dans les conditions initiales du système (dans notre cas, le taux de spin) donnent lieu à des changements importants dans les résultats (dans notre cas, l’emplacement au marbre). C’est actuellement le sujet d’une étude que j’entreprends en collaboration avec mon ami de longue date et collaborateur Rod Cross. Après avoir inspecté des dizaines de vidéo à haute vitesse des goudrons Dickey de 2012, nous avons constaté des variations considérables de pas-à-pas dans le taux de rotation et dans une certaine mesure dans l’axe de rotation. Pouvons nous établir une corrélation entre les variations dans la rotation avec des variations dans le mouvement ? C’est une des questions, nous espérons répondre grâce à notre recherche, qui est tout à fait un travail en cours. Les premiers résultats certainement regarder encourageants. Restez à l’écoute pour les futures mises à jour.
En terminant, permettez-moi de remercier les bonnes personnes à Sportvision et TrackMan pour me fournir des données de suivi pour mes projets de recherche.

Comments are closed.