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    Balles de baseball collantes :la physique du dernier scandale de la Major League Baseball

    C'était des boules à cracher, mais maintenant, les balles de baseball collantes donnent un avantage aux lanceurs. Crédits :Tage Olsin, CC BY-SA

    Tricher au baseball est aussi vieux que le jeu lui-même, et la modification de la surface du ballon par les lanceurs fait partie de cette longue histoire. À la tradition de la triche s'ajoute un nouveau scandale impliquant des lanceurs qui peuvent appliquer des substances collantes - ce que les joueurs appellent des "trucs collants" - aux balles de baseball.

    Les frappeurs de la Ligue majeure frappent cette saison près d'une fois sur quatre lorsqu'ils se présentent au marbre, contre une fois sur six en 2005.

    En tant que physicien du sport et fan de baseball de longue date, J'ai été intrigué par les informations selon lesquelles l'application de substances collantes sur les balles peut accélérer la rotation des terrains. Et si les lanceurs peuvent lancer leurs balles rapides, des balles courbes et des sliders avec plus de spin que les années précédentes, leurs lancers seront plus difficiles à frapper. Comment la science explique-t-elle tout cela ?

    Les trucs collants augmentent la friction et le couple

    Si vous voulez comprendre de quoi il s'agit, vous devez connaître quelques bases de friction.

    Vous avez sûrement essayé de dévisser le couvercle d'un bocal têtu. S'il n'y a pas assez de friction entre vos doigts et le couvercle, vous ne pourrez peut-être pas exercer suffisamment de couple - l'analogue de rotation de la force - pour faire tourner le couvercle. Une façon d'obtenir plus de couple sur le couvercle est d'augmenter la force de friction. Dans ma maison, nous gardons un morceau de caoutchouc circulaire pour augmenter la friction et aider à ouvrir les bocaux durs.

    Les lanceurs veulent plus de friction entre leurs doigts et le baseball, et ils sont censés utiliser des substances intéressantes pour accomplir cela. Selon un article récent de Sports Illustrated, "les lanceurs ont commencé à expérimenter avec la résine de pilon et la cire de planche de surf." "Ils utilisent Tyrus Sticky Grip, Spray Grip ferme, Pelican Grip Dip stick et Spider Tack, une colle destinée à être utilisée dans les compétitions de l'homme le plus fort du monde et dont les publicités montrent quelqu'un l'utilisant pour soulever un parpaing avec sa paume. et une autre histoire dans laquelle une balle pourrait être collée à la main ouverte d'une personne avec sa paume tournée vers le sol. Toutes ces substances collantes augmenteraient la friction et donneraient ainsi aux lanceurs une meilleure adhérence sur la balle.

    Plus de spin rend les lancers plus difficiles à frapper

    Les doigts collants d'aujourd'hui sont les dernières tentatives des joueurs pour obtenir un avantage injuste. Mais comment les trucs collants rendent-ils un terrain plus difficile à frapper ? Il aide à augmenter la vitesse de rotation.

    Topspin crée un sillage d'air qui pousse une balle vers le bas, comme on le voit dans l'image ci-dessus où l'air circule de droite à gauche devant le cylindre métallique au centre qui tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Crédits :MatSouffNC858s/WkimediaCommons, CC BY-SA

    À moins qu'un lanceur ne lance un knuckleball, qui a très peu de spin, toutes les balles de baseball tournent bien au-dessus de 1, 000 tours par minute lorsqu'ils quittent les mains des lanceurs. Cette rotation crée une force - appelons-la la force de rotation - qui fait bouger les balles de baseball et se courber de manière à déstabiliser les frappeurs.

    Alors que l'air s'écrase sur une balle de baseball en mouvement, il ne s'enroule pas complètement autour du ballon - il se sépare de la surface avant d'atteindre l'arrière du ballon. Pensez à l'eau qui coule le long des côtés d'un bateau en mouvement. L'eau ne s'enroule pas facilement à l'arrière du bateau - il y a un sillage d'eau turbulente derrière lui. Mais quand un gouvernail fait tourner le bateau, le sillage se déplace d'un côté. La troisième loi de Newton dit que si le bateau pousse l'eau dans une direction, l'eau doit pousser le bateau dans la direction opposée, faisant tourner le bateau.

    La même idée s'applique à une balle de baseball en rotation. Si le baseball tourne, le sillage de l'air derrière le ballon sera asymétrique. Ainsi, la force de rotation pousse la balle dans la direction opposée à laquelle le sillage de l'air est poussé.

    Considérez une balle courbe. Dans ce terrain, un lanceur de la Ligue majeure de baseball tire sur le devant de la balle lorsqu'il la lâche, générer des topspins. Une balle courbe à rotation supérieure pousse l'air vers le haut à l'arrière de la balle, tout comme un sillage venant d'un côté d'un bateau. Parce que la balle pousse le sillage de l'air vers le haut, la force de l'air sur une boule courbe est vers le bas. Les Curveballs subissent ainsi une poussée vers le bas sur leur chemin vers la plaque, tout cela grâce à la force de rotation.

    Quelle est l'efficacité des trucs collants?

    C'est ici qu'intervient la prétendue tricherie.

    Comme avec les pichets dans le passé, un lanceur de la Major League aujourd'hui pourrait mettre des trucs collants sur ses doigts dans le vestiaire, coller un peu à son uniforme ou même en obtenir d'un coéquipier. Les substances mises en vedette dans le scandale actuel contribueraient à créer plus de spin. Un bon lanceur peut lancer une balle courbe à 85 mph avec une vitesse de rotation de 2, 400 tr/min avec environ 20 livres de force de friction entre les doigts du lanceur et la balle. Les données de pitch librement disponibles montrent que certains lanceurs ont augmenté leur vitesse de rotation d'environ 400 tr/min sur les balles courbes par rapport aux saisons précédentes. C'est une augmentation de 17% du taux de rotation et nécessite une augmentation de 17% - ou 3 livres supplémentaires - de la force de friction provenant des substances collantes.

    Pour une balle courbe, 400 tr/min supplémentaires de topspin peuvent entraîner plus de 2 pouces de chute verticale supplémentaire, ce qui se trouve être l'épaisseur de la zone idéale d'une batte de baseball. En d'autres termes, un frappeur de la Ligue majeure de baseball familier avec la balle courbe d'un lanceur pourrait se balancer là où il pense qu'il fera un bon contact, sauf parce que la substance collante et la rotation supplémentaire de la balle traverseront la plaque 2 pouces plus bas que ce à quoi le frappeur s'attend. Il manquera le terrain ou frappera un faible au sol.

    Les retraits au bâton se produisent à un rythme record et les trucs collants peuvent être l'un des coupables. La Major League Baseball envisage déjà ce qu'il faut faire à propos de tous les rapports de doigts collants. Les arbitres pourraient bientôt vérifier périodiquement les lanceurs pendant les matchs.

    Mais quelle que soit la décision de la ligue, le jeu du chat et de la souris entre les joueurs recherchant des performances améliorées et la ligue essayant de les rattraper se poursuivra, ajoutant à la riche tradition de tricherie au baseball.

    Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.




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