Hitting Mechanics: The Twisting Model and Ted Williams’s „The Science of Hitting“

Dez 8, 2021
admin

Das „Twisting Model“ ist ein biomechanisches Modell der körperlichen Bewegung, das erklärt, warum unsere derzeitigen Vorstellungen von der Baseballmechanik – Schlägergeschwindigkeit, Hüftrotation, „Power“ – nicht ausreichen, um vollständig zu erklären, was passiert, wenn der Schläger den Ball trifft. In diesem Artikel stellt der Autor das „Twisting Model“ vor und zeigt, wie es Ted Williams‘ Theorie des Schlagens aus „The Science of Hitting“ unterstützt.

Das „Twisting Model“ ist ein biomechanisches Modell der körperlichen Bewegung, das erklärt, warum unsere derzeitigen Vorstellungen von der Baseballmechanik – Schlägergeschwindigkeit, Hüftrotation, „Power“ – nicht ausreichen, um vollständig zu erklären, was passiert, wenn der Schläger den Ball trifft. In diesem Artikel möchte ich das „Twisting Model“ vorstellen und zeigen, wie es Ted Williams‘ Theorie des Schlagens aus „The Science of Hitting“ unterstützt. Das „Twisting Model“ ist weniger bekannt als das herkömmliche „Rotational Model“. Feldstudien zum Twisting Model haben erst vor kurzem begonnen.

The Science of Hitting ist ein ausgezeichnetes Buch. Alles, was Ted Williams während seiner Karriere über das Schlagen gelernt hat, ist in diesem Buch enthalten. Allerdings ist seine Erklärung der Schlagmechanik vage: Sie basiert auf seinen persönlichen Wahrnehmungen. Kürzlich fand ich heraus, dass Williams‘ Erklärung der Schlagmechanik durch die Anwendung der Theorie des Verdrehungsmodells klarer wird und ein besseres Verständnis der Bewegung zur Erzeugung des Impulses beim Schlagen ermöglicht.

Das Verdrehungsmodell

1) Die Mechanik des Verdrehungsmodells: Das Verdrehungsmodell geht davon aus, dass die wichtigsten Elemente des Schlagens (oder Werfens) die Struktur des Körpers und eine angemessene Bewegung sind. Diese Bewegung ist wichtiger als nur große Muskeln, weil die Muskelkontraktion in diesem Modell nicht die direkte Quelle der Schlagkraft ist.

In den Abbildungen 1 und 2 biege ich Borstengras, um zu zeigen, wie Energie im Gras gespeichert wird. Durch das Biegen des Grases wird Energie gespeichert, die freigesetzt wird, wenn sich das Gras wieder aufrichtet oder „zurückschnappt“. Um das Gras zu biegen, sind zwei verschiedene Kräfte in entgegengesetzter Richtung erforderlich. Der untere Pfeil ist die Kraft, die von der Hand hinzugefügt wird, und der obere Pfeil ist die Kraft, die von der Spitze ausgeht, die sich der Bewegung widersetzt, die so genannte „fiktive“ Kraft.

Wir setzen unseren Körper auf die gleiche Weise ein, wenn wir einen Ball schlagen (oder werfen). Beim Schlagen (oder Werfen) erzeugen wir Kraft, wenn sich der Oberkörper (oberhalb der Hüftgelenke) und der Unterkörper (unterhalb der Hüftgelenke) in entgegengesetzte Richtungen bewegen.

In Abbildung 3 ist eine Tennisspielerin im Begriff, einen Ball zu schlagen, wobei sie ihren Oberkörper und ihren Unterkörper auf unterschiedliche Weise einsetzt. Sie dreht sich zuerst nach hinten und bewegt sich dann nach vorne. Im Unterkörper wird durch die Gewichtsverlagerung und den Innenschritt die Kraft der Rückwärtsdrehung gesammelt und die Vorwärtsdrehung des Oberkörpers verzögert. Durch die Drehkombination wird Energie im Körper gespeichert, die beim Schlagen des Balls genutzt wird.

Abbildungen 4-7 zeigen einen Major League Spieler, der einen Fastball wirft. Auch er setzt seinen Ober- und Unterkörper auf unterschiedliche Weise ein. In Abbildung 4 dreht er sich nach hinten und macht einen Schritt nach vorne, wobei er sein Gewicht verlagert, um eine Rückstoßdrehung in seinem Unterkörper zu erzeugen. In Abbildung 5 wird durch die Rückstoßdrehung und die Drehung des Oberkörpers Energie im vorderen Bein gespeichert. In diesen Abbildungen ist die fiktive Kraft in seinem linken Arm – durch das Ziehen von „Arm und Ball“ – deutlich zu sehen. Die Kombination dieser Kräfte speichert Energie in seinem Körper, wie die Biegung im Borstengras. Ich habe eine Linie auf die Figuren gezeichnet, um anzudeuten, wie die Energie wie im Borstengras gespeichert und freigesetzt wird. Da die „Verdrehungen“ auf die Hüftgelenke zentriert sind, kann umso mehr Energie gespeichert werden, je größer die Bewegung um die Hüftgelenke ist, um den Ball zu werfen.

Das Verdrehungsmodell geht davon aus, dass derselbe Prozess der „Energiespeicherung und -abgabe“ auch für die Schlagmechanik wichtig ist. Die Abbildungen 8-11 zeigen einen Major-League-Spieler beim Durchlaufen des Schlagvorgangs. In Abbildung 8 ist zu sehen, wie die erste Drehung im Rücken ausgeführt wird, was gemeinhin als „Anspannen der Hüfte“ bezeichnet wird. In Abbildung 9 wird eine Rückstoßdrehung durch Gewichtsverlagerung und Eintreten zusammen mit einem Schlägerwiderstand zur Energiespeicherung erzeugt. In Abbildung 10 und 11 wird die Energie zum Schlagen des Balls freigesetzt. Interessant ist, dass bei diesem Prozess die Schlägergeschwindigkeit nicht im Treffmoment, sondern im Durchschwungpunkt am höchsten ist. Das liegt daran, dass in diesem Modell der Prozess der Energiespeicherung und -freigabe beim Einsatz des Schlägers auf der gespeicherten Energie beruht: Diese Energie kann entweder in Schlägergeschwindigkeit umgewandelt oder beim Aufprall auf den Ball übertragen werden. Das bedeutet, dass eine Erhöhung der Schlägergeschwindigkeit nur die Energieübertragung auf den Ball verringern würde, wodurch die Geschwindigkeit des geschlagenen Balls reduziert würde.

Abbildung 12 zeigt zwei Wellen, eine von links, die andere von rechts, die sich bewegen und sich gegenseitig beeinflussen, um eine größere Welle zu erzeugen. Das Twisting-Modell geht auch davon aus, dass wie bei den beiden gegenläufigen Wellen die Interferenz zwischen den Bewegungen des Unter- und Oberkörpers eine größere Energie speichert. Die Bewegung hat die Eigenschaft/ das Profil einer „Welle“, wie eine Feder, was erklärt, warum das Timing beim Schlagen wichtig ist. Im Verdrehungsmodell kann die Energie für das Werfen/Schlagen als elastische Energie beschrieben werden, wie das Zusammendrücken einer Feder.

Oft wird dieser Prozess als „Rotation“ missverstanden, aber Rotation und Verdrehung sind unterschiedliche Dinge. Die Verdrehung speichert Energie, die Rotation jedoch nicht. Das Verdrehungsmodell basiert auf „Verdrehung“, nicht auf „Rotation“. (Abbildung 13)

2) Mechanik in The Science of Hitting: Williams schreibt, dass das Wichtigste, was ihm einfällt, das Aufrichten der Hüfte ist: Wenn das Gewicht gleichmäßig verteilt ist, befinden sich die Hüften zu Beginn auf gleicher Höhe. Sie machen sich keine Gedanken über die Hüften, bis Sie tatsächlich mit der Ausführung des Schwungs beginnen. Die Hüfte und die Hände spannen sich an, wenn Sie den vorderen Fuß zum Schritt bewegen, wobei sich das vordere Knie nach innen dreht, um die Rückdrehung der Hüfte zu unterstützen. Sie spannen Ihre Hüften an, während Sie schreiten, und es ist sehr wichtig, das richtig zu machen. Es ist eine Pendelbewegung. Eine Metronom-Bewegung und Gegenbewegung. Du hast es vielleicht noch nicht bemerkt, aber du wirfst einen Ball auf diese Weise. Du gehst zurück, und dann kommst du vorwärts. Du fängst nicht dort hinten an. Ted Williams mit John Underwood, The Science of Hitting, (New York:Simon & Schuster, 1971).

Lassen Sie uns dies in Bezug auf das Twisting Model untersuchen. Die Abbildungen 14 und 15 zeigen anhand von zwei Bildern aus Williams‘ Buch mit schwarzen und weißen Pfeilen und Linien, wie die Energie nach dem Twisting Model gespeichert und freigesetzt wird.

In Abbildung 14 zeigen zwei graue Pfeile das „Abspannen der Hüfte“. In Abbildung 15 veranschaulichen zwei Pfeile an der Taille und am Unterkörper die Pendelbewegung, „Bewegung und Gegenbewegung“, wobei die Linie anzeigt, wie die Energie im Körper gespeichert wird.

Abbildung 16 und 17 veranschaulichen den Prozess der Energiefreisetzung. Die Vorhersage des Verdrehungsmodells passt recht gut zu Williams‘ Erklärung. Es ist, als würde man die fehlenden Teile eines Puzzles zusammensetzen.

Stellen wir uns den Körper eines Spielers als eine Tellerfeder vor. Um Energie in der Tellerfeder zu speichern, indem sie gebogen wird, muss ein Ende fixiert werden. Aus diesem Grund sagt das Verdrehungsmodell theoretisch voraus, dass die Verlagerung des Gewichts auf das vordere Bein dazu beitragen würde, Energie im Körper zu speichern.

Eine weitere Vorhersage betrifft den Schlägerschwung selbst. Das Twisting Model sagt voraus, dass der Schlägerschwung eine einzige Aktion mit zwei Prozessen ist: ein Prozess der Energiespeicherung und ein Prozess der Energiefreisetzung. Nehmen wir wieder an, ein Spieler sei eine Tellerfeder (Abbildung 15, Abbildung 16). Eine weiche Feder lässt sich leicht biegen, so dass der Einsatz weicher Muskeln für den Speichervorgang hilfreich ist. Sobald die Platte gebogen ist, ist eine stärkere Platte geeignet, um mehr Energie freizusetzen. Das bedeutet, dass beim Freisetzen der Energie harte Muskeln besser für das Schlagen sind (Abbildung 17). Dies steht zwar nicht im Buch, aber Williams war dafür bekannt, dass er sagte: „Langsam, langsam, langsam, schnell, schnell, schnell“. In Jerome Holtzmans The Jerome Holtzman Reader, „A Splendid Pitch on the Art of Hitting“ wird Williams beispielsweise mit den Worten zitiert, die er während eines Schlagtrainings äußerte: „Be quick quick quick! Der einzige Weg, schnell zu sein, ist, die Hüften zu benutzen. Die Hüften müssen den Weg weisen.“ George Will zitiert sie in einer landesweit verbreiteten politischen Kolumne am 3. Juni 2003 als „Ted Williams‘ Regel über das Schlagen: ‚Warte, warte, warte, dann schnell, schnell, schnell.'“ Williams könnte versucht haben, genau das zu sagen.

Drallmodell und Rotationsmodell

Abbildung 18 zeigt ein vereinfachtes Diagramm, das nicht mehr an eine Baseballbewegung erinnert. Ein Schläger ist nur eine runde Masse, die von einer zusammengedrückten Spiralfeder in einem Körper gerade geschleudert wird.

Dieses Modell sagt voraus, dass die Geschwindigkeit des Schlägers langsam ist, die Kraft (Beschleunigung) der Feder aber hoch ist. Wenn die Geschwindigkeit des Schlägers hoch ist, ist die Kraft der Spule gering. Dies würde sich also für ein Inside-Out-Schwungmodell eignen.

Da der Schläger gerade auf den Ball projiziert wird, sollte auch der Einfluss des Körpers beim Aufprall berücksichtigt werden. Mit anderen Worten: Im Moment des Aufpralls trifft der Ball nicht nur den Schläger allein, sondern die Kombination aus Schläger und Körper des Spielers. Der Einfluss des Körpers als „träge Masse“ sollte für einen großen Impuls sorgen.

Vereinfachtes Verdrehungsmodell (Abbildung 18)

Vergleicht man dies mit dem herkömmlichen Rotationsmodell (Abbildung 19) und seinem vereinfachten Modell (Abbildung 20), so ist das vereinfachte Verdrehungsmodell sehr unterschiedlich.

Rotationsmodell / Die Physik des Baseballs (Abbildung 19)
Vereinfachtes Rotationsmodell (Abbildung 20)

Der Unterschied besteht nicht nur im Aussehen. Da das Rotationsmodell nur den Impuls in der Rotationsrichtung berücksichtigt, wäre der optimale Zustand dort, wo die Schlägergeschwindigkeit im Treffmoment maximal ist. Das Rotationsmodell berücksichtigt keine Impulse aus dem Körper. Da die optimale Bedingung des Rotationsmodells darin besteht, den Ball im rechten Winkel zum Körper zu schlagen, tritt der Körperimpuls unter dieser Bedingung nicht auf. Vielleicht ist das der Grund, warum der Impuls/die Beschleunigung durch den Körper jahrelang nicht Teil der Diskussion über die Schlagmechanik war?

In Wirklichkeit sollten sowohl der Impuls in der Rotationsrichtung als auch der Impuls in der geraden Richtung beim Auftreffen wirken. Um zum Beispiel ins gegenüberliegende Feld zu schlagen, sollte ein Impuls in gerader Richtung sinnvoll sein. Williams hat diesen Inside-Out-Schwung in seinem Buch beschrieben, und das Twisting Model sagt ihn voraus.

ZUSAMMENFASSUNG

In diesem Artikel werden nicht die Ergebnisse von Feldtests vorgestellt, sondern eine Bewertung des Twisting Model im Vergleich zu Ted Williams‘ Erklärungen zur Schlagtechnik in The Science of Hitting beschrieben. Diese Analyse scheint zu zeigen, dass das Twisting Model gut zu Williams‘ Erkenntnissen passt und die Mechanik vieler professioneller Spieler erklärt. Das herkömmliche Rotationsmodell, das nur den auf der Schlägergeschwindigkeit basierenden Schwung des Schlägers berücksichtigt, kann den Mechanismus des Schlagens mit Kraft ins gegnerische Feld nicht erklären.

Das Twisting-Modell hat viele praktische Anwendungen. Da es vorhersagt, dass der kritische Punkt für die Erzeugung potenzieller Energie die flexible Bewegung um die Hüftgelenke ist, könnte die Einführung geeigneter Übungen zur Maximierung der Hüftbeugung die folgenden Auswirkungen haben:

  • Verbesserung der Kraftentwicklung bei jungen Sportlern
  • Verlängerung der Spielerkarriere
  • Vorbeugung von Verletzungen
  • Kinder/Spieler davon abhalten, muskelstärkende Medikamente zu verwenden, da die Muskelkraft für das Twisting Model nicht entscheidend ist

Weitere Studien sind erforderlich, um das Potenzial des Twisting Models für den Baseball in der Zukunft zu entwickeln.

TAKEYUKI INOHIZA ist im technischen Vertrieb eines Chemieunternehmens in Tokio tätig, wo er sich mit Katalysatoren und Harzen für Elektronik und Beschichtungen beschäftigt. Sein Lieblingsbaseballteam sind die Chiba Marines (früher von Bobby Valentine trainiert). Seine Familie, zu der seine Frau und seine beiden Söhne gehören, lebt in der Nähe des Stadions und des Valentine Way. Er erhielt seinen BA von der Rikkyo University (St. Paul’s University) und einen BS von der Tokyo University of Science. Dies ist seine erste Forschungsarbeit, die im Ausland veröffentlicht wurde.

Danksagung

Mein besonderer Dank gilt den Leuten von SABR, insbesondere Dr. Dave Baldwin, der als Pitcher für die Senators spielte. Ohne seine Anleitung und Führung wäre ich nicht in der Lage gewesen, diese Arbeit zu schreiben. Herzlichen Dank dafür. Und ich danke auch meinen Freunden bei King Industries Inc. Chris Fesenmeyer hat mich immer wieder ermutigt, diese Arbeit zu schreiben. Dan Miller brachte mich freundlicherweise von Norwalk, Connecticut, nach Boston zu meinem Forschungstreffen, und Dr. Len Calbo überprüfte meinen Rohentwurf, um mein Englisch zu korrigieren, und gab mir nützliche Empfehlungen. Ich weiß ihre freundliche Unterstützung sehr zu schätzen. Und nicht zuletzt gilt mein tiefster Respekt Ted Williams, dem Autor von The Science of Hitting.

Quellen

The Science of Hitting, Ted Williams with John Underwood, 1971, gedruckt von Simon & Schuster New York.

Batting no Kagaku (The Science of Hitting), Ted Williams with John Underwood, 1978, gedruckt von Baseball Magazine Sha Co. Ltd.

Kagakusuru Yakyu Jitsugi-hen (Baseball Science for Application), Yutaka Murakami, 1987, gedruckt von Baseball Magazine Sha Co. Ltd.

Baseball no Buturigaku (Übersetzung von The Physics of Baseball), Robert K. Adair, 1996, Kinokuniya shoten.

„A new batting model for the Twisting Model“, Takeyuki Inohiza, 2011, Veröffentlicht bei Shintaichi Kenkyukai.

„Elastic energy storage in the shoulder and the evolution of high-speed throwing“ in HOMO, N.T Roach, M. Venkadesan, M. J. Rainbow and D. E. Lieberman, 2013, Nature 498.

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