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

joulu 8, 2021
admin

”Twisting Model” on biomekaaninen malli fyysisestä liikkeestä, joka selittää, miksi nykyiset käsityksemme pesäpallon mekaniikasta – mailan nopeus, lonkan kierto, ”teho” – eivät riitä selittämään täysin, mitä tapahtuu, kun maila osuu palloon. Tässä artikkelissa kirjoittaja esittelee ”Twisting Model” -mallin osoittamalla, miten se tukee Ted Williamsin lyöntiteoriaa kirjasta The Science of Hitting.

”Twisting Model” on biomekaaninen malli fyysisestä liikkeestä, joka selittää, miksi nykyiset käsityksemme baseballin mekaniikasta – mailan nopeus, lonkan kierto, ”voima” – eivät riitä selittämään täydellisesti sitä, mitä tapahtuu, kun maila osuu palloon. Tässä artikkelissa haluan esitellä ”Twisting Model” -mallin osoittamalla, miten se tukee Ted Williamsin The Science of Hitting -teoriaa lyönnistä. Twisting-malli on vähemmän tunnettu kuin perinteinen rotaatiomalli. Twisting-mallin kenttätutkimus on vasta äskettäin alkanut.

The Science of Hitting on erinomainen kirja. Kaikki, mitä Ted Williams oppi lyömisestä koko uransa aikana, sisältyy tähän kirjaan. Hänen selityksensä lyöntimekaniikasta on kuitenkin epämääräinen: se perustuu hänen henkilökohtaisiin käsityksiinsä. Viime aikoina olen havainnut, että soveltamalla Twisting Model -teoriaa Williamsin selitys lyömisen mekaniikasta tulee selkeämmäksi ja mahdollistaa paremman ymmärryksen koskien liikettä impulssin tuottamiseksi lyönnissä.

THE TWISTING MODEL

1) Twisting Modelin mekaniikka: Twisting-mallissa oletetaan, että lyönnin (tai heiton) tärkeimmät elementit ovat kehon rakenne ja asianmukainen liike. Tämä liike on tärkeämpää kuin pelkät suuret lihakset, koska lihassupistukset eivät ole mallissa lyöntivoiman suora lähde.

Kuvissa 1 ja 2 taivutan harjaruohoa osoittaakseni, miten energia varastoituu ruohoon. Taivuttamalla ruohoa varastoidaan energiaa, joka vapautuu, kun ruoho suoristuu tai ”napsahtaa takaisin”. Ruohon taivuttamiseen tarvitaan kaksi eri voimaa vastakkaisiin suuntiin. Alempi nuoli on käsin lisätty voima ja ylempi nuoli on liikettä vastustavan piikin voima, niin sanottu ”kuvitteellinen” voima.

Käytämme kehoamme samalla tavalla lyödessämme (tai heittäessämme) palloa. Lyödessämme (tai heittäessämme) tuotamme voimaa, kun ylävartalo (lonkkanivelten yläpuolella) ja alavartalo (lonkkanivelten alapuolella) liikkuvat vastakkaisiin suuntiin.

Kuvassa 3 tenniksenpelaaja on lyömässä palloa käyttäen ylävartaloaan ja alavartaloaan eri tavoin. Hän kiertyy ensin taaksepäin ja liikkuu sitten eteenpäin. Alavartalossa hänen painonsiirronsa ja sisäaskeleensa avulla takaisinkierron voima kerätään ja ylävartalon eteenpäin suuntautuva kierre viivästyy. Kierreyhdistelmä varastoi hänen vartaloonsa energiaa, jota hän käyttää lyödessään palloa.

Kuvissa 4-7 on kuvattu valioliigapelaaja heittämässä pikapalloa. Hän käyttää myös ylä- ja alavartaloaan eri tavoin. Kuvassa 4 hän vääntää taaksepäin ja astuu eteenpäin siirtäen painoa tarkoituksenaan luoda alavartaloonsa rebound-kierre. Kuvassa 5 rebound-kierre ja ylävartalon kierre varastoi energiaa etujalkaan. Näissä kuvissa hänen vasemmassa kädessään oleva kuvitteellinen voima – joka johtuu ”käden ja pallon” vetämisestä – näkyy selvästi. Näiden voimien yhdistelmä varastoi energiaa hänen vartaloonsa kuten harjaruohon mutka. Piirsin kuvioihin viivan osoittaakseni, miten energia varastoituu ja vapautuu kuten harjaruohossa. Koska ”väännöt” keskittyvät lonkkaniveliin, mitä suurempi liike lonkkanivelen ympärillä on, sitä enemmän energiaa voidaan varastoida pallon heittämistä varten.

Väännösmallissa oletetaan, että sama ”energian varastointi- ja vapautumisprosessi” on tärkeä myös lyöntimekaniikassa. Kuvissa 8-11 on esitetty valioliigapelaaja käymässä läpi lyöntiprosessia. Kuvassa 8 nähdään, miten ensimmäinen kierre tehdään selässä – sitä kutsutaan yleisesti ”lonkan kukkoiluksi”. Kuvassa 9 rebound-kierre saadaan aikaan siirtämällä painoa ja astumalla sisään yhdessä mailan vetämisen kanssa energian varastoimiseksi. Kuvissa 10 ja 11 energia vapautetaan pallon lyömistä varten. Mielenkiintoista on huomata, että tässä prosessissa mailan nopeus ei ole suurimmillaan lyöntipisteessä vaan pikemminkin läpijuoksupisteessä. Tämä johtuu siitä, että tässä mallissa mailan käyttöönoton energian varastointi- ja vapautusprosessi perustuu varastoituun energiaan: tämä energia voidaan muuttaa joko mailan nopeudeksi tai siirtää palloon törmäyksessä. Tämä tarkoittaa, että mailan nopeuden lisääminen vain vähentäisi energian siirtymistä palloon, mikä vähentäisi lyötyjen pallojen nopeutta.

Kuvassa 12 näkyy kaksi aaltoa, toinen vasemmalta ja toinen oikealta, jotka liikkuvat ja häiritsevät toisiaan synnyttäen suuremman aallon. Twisting-mallissa oletetaan myös, että kahden vastakkaisen aallon tavoin alavartalon ja ylävartalon liikkeiden interferenssi varastoi suurempaa energiaa. Liikkeellä on ”aallon” kaltainen ominaisuus/profiili, kuten jousella, mikä selittää, miksi ajoitus on tärkeää lyömisessä. Twisting-mallissa heiton/lyönnin energia voidaan kuvata elastisena energiana, kuten jousen puristaminen.

Tämä prosessi ymmärretään usein väärin ”pyörimiseksi”, mutta pyöriminen ja kiertyminen ovat eri asioita. Vääntyminen varastoi energiaa, mutta kiertyminen ei. Twisting-malli perustuu ”kiertymiseen”, ei ”pyörimiseen”. (Kuva 13)

2) Mekaniikka teoksessa The Science of Hitting: Williams kirjoitti, että hänen mielestään tärkein asia on lantion kallistus: Nyt, kun painosi on tasaisesti jakautunut, lantiosi lähtevät liikkeelle tasajalkaa. Lantiosta ei kanneta huolta ennen kuin lyönnin suoritus todella alkaa. Lantio ja kädet kallistuvat, kun siirrät etujalkasi askeleeseen, ja etupolvi kääntyy sisään auttaaksesi lantiota kääntymään taaksepäin. Lantio kallistuu askeltaessa, ja on tärkeää, että se onnistuu oikein. Se on heiluritoimintaa. Metronomiliike ja vastaliike. Et ehkä ole tajunnut sitä, mutta heität palloa sillä tavalla. Menet taaksepäin ja tulet sitten eteenpäin. Ette aloita sieltä taaksepäin. Etkä ”aloita” lyöntiäsi lantio kallistuneena.” Ted Williams with John Underwood, The Science of Hitting, (New York: Simon & Schuster, 1971).

Tarkastellaanpa tätä suhteessa Twisting-malliin. Käyttämällä kahta kuvaa Williamsin kirjasta, kuvissa 14 ja 15 lisätään mustavalkoisia nuolia ja viivoja osoittamaan, miten energia varastoituu ja vapautuu Twisting-mallissa.

Kuvassa 14 kaksi harmaata nuolta osoittaa ”lonkan kukkoilua”. Kuvassa 15 kaksi vyötärön ja alavartalon kohdalla olevaa nuolta havainnollistavat heilurin toimintaa, ”liikettä ja vastaliikettä”, ja viiva osoittaa, miten energia varastoituu kehoon.

Kuvissa 16 ja 17 havainnollistetaan energian vapautumisprosessia. Twisting-mallin ennuste sopii melko hyvin yhteen Williamsin selityksen kanssa. Se on kuin palapelin puuttuvien osien kokoamista yhteen.

Asettakaamme, että kuvittelemme pelaajan kehon lautasjouseksi. Jotta lautasjouseen voidaan varastoida energiaa taivuttamalla sitä, on toinen pää kiinnitettävä. Tästä syystä Twisting-malli teoreettisesti ennustaa, että painon siirtäminen etujalalle auttaisi varastoimaan energiaa vartaloon.

Toinen ennuste koskee itse mailanheilahdusta. Twisting-malli ennustaa, että mailan heilautus on yksi toiminto, jossa on kaksi prosessia: energian varastointiprosessi ja energian vapautumisprosessi. Oletetaan taas, että pelaaja on lautasjousi (kuva 15, kuva 16). Pehmeä jousi taipuu helposti, joten pehmeiden lihasten käyttö auttaa varastointiprosessissa. Kun levy on taipunut, vahvempi levy sopii suuremman energian vapauttamiseen. Tämä tarkoittaa, että prosessin vapauttavassa osassa kovien lihasten käyttäminen on parempi lyönnin kannalta (kuva 17). Tätä ei ole kirjassa, mutta Williamsin tiedettiin kommentoivan: ”Hidas, hidas, hidas, hidas, nopea, nopea, nopea.” Esimerkiksi Jerome Holtzmanin The Jerome Holtzman Reader -kirjan ”A Splendid Pitch on the Art of Hitting” -osassa siteerataan Williamsia sanomassa lyöntiklinikan aikana: ”Be quick quick quick quick!”. Ainoa tapa olla nopea on käyttää lantiota. Lantion on näytettävä tietä.” George Will siteeraa 3. kesäkuuta 2003 julkaistussa poliittisessa kolumnissaan ”Ted Williamsin sääntöä lyömisestä: ’Odota, odota, odota, odota, sitten nopeasti, nopeasti, nopeasti'”. Williams on ehkä yrittänyt tuoda esiin tämän saman pointin.

Twisting Model and Rotational Model

Kuviossa 18 on yksinkertaistettu kaavio, joka ei enää näytä muistuttavan baseball-liikettä. Maila on vain pyöreä massa, jota puristettu kierrejousi työntää suoraksi rungossa.

Tämä malli ennustaa, että vaikka mailan nopeus on hidas, jousesta tuleva voima (kiihtyvyys) on suuri. Vastaavasti, kun mailan nopeus on suuri, kierteestä tuleva voima olisi pieni. Tämä sopisi siis inside-out swing -malliin.

Lisäksi, koska maila projisoituu suoraan palloon, olisi otettava huomioon myös vartalon vaikutus törmäyksessä. Toisin sanoen törmäyshetkellä pallo ei osu vain pelkkään mailaan, vaan pelaajan vartalon pitämän mailan yhdistelmään. Kehon vaikutuksen ”inertiamassana” pitäisi toimia niin, että se antaa ison impulssin.

Yhdennetty kiertymismalli (kuva 18)

Vertailtaessa tätä perinteiseen kiertymismalliin (kuva 19) ja sen yksinkertaistettuun malliin (kuva 20), yksinkertaistettu kiertymismalli on hyvin erilainen.

Pyöritysmalli / Pesäpallon fysiikka (kuva 19)
Yhdistetty pyöritysmalli (kuva 20)

Ero ei ole vain ulkonäössä. Koska rotaatiomallissa otetaan huomioon vain pyörimissuuntainen impulssi, optimaalinen tila olisi sellainen, jossa mailan nopeus on suurin iskun hetkellä. Rotationaalinen malli ei ota huomioon vartalosta tulevaa impulssia. Itse asiassa, koska rotaatiomallin optimaalinen tila on lyödä pallo suorassa kulmassa vartaloon nähden, vartalosta tuleva impulssi ei näy tässä tilassa. Ehkä tämä on syy siihen, miksi vartalosta lähtevää impulssia/kiihdytystä ei ole vuosikausiin käsitelty lyöntimekaniikasta käytävässä keskustelussa…

Todellisuudessa sekä pyörimissuuntaisen impulssin että suoran suunnan impulssin pitäisi toimia törmäyksessä. Esimerkiksi vastakkaiseen kenttään lyömiseen suoran suunnan impulssin käyttämisen pitäisi olla hyödyllistä. Williams kuvasi kirjassaan tätä sisältä ulospäin suuntautuvaa lyöntiä, ja Twisting Model ennustaa sen.

YHTEENVETO

Kenttäkokeiden tulosten esittämisen sijaan tässä artikkelissa kuvataan Twisting Model -mallin arviointia verrattuna Ted Williamsin The Science of Hitting -kirjassaan esittämiin selityksiin lyöntitekniikasta. Tämä analyysi näyttää osoittavan, että Twisting-malli sopii hyvin Williamsin oivalluksiin ja selittää monien ammattilaispelaajien mekaniikan. Perinteinen rotaatiomalli, joka ottaa huomioon vain mailan nopeuteen perustuvan mailan liikemäärän, ei pysty selittämään vastakkaiseen kenttään voimalla lyömisen mekanismia.

Twisting-mallilla on monia käytännön sovelluksia. Koska se ennustaa, että potentiaalisen energian tuottamisen kannalta kriittinen kohta on joustava liike lonkkanivelen ympärillä, sopivien harjoitusten käyttöönotolla lonkan taivutuksen maksimoimiseksi voisi olla seuraavia vaikutuksia:

  • Vahvistaa voiman kehittymistä nuorilla urheilijoilla
  • Pidentää pelaajien uraa
  • Ehkäistä loukkaantumisia
  • Pidättää lapset/pelaajat poissa lihaksia vahvistavien lääkkeiden käytöstä, koska lihasvoima ei ole kriittinen tekijä Twisting-mallissa

Tarvitaan jatkotutkimuksia, jotta voidaan kehittää Twisting-mallin potentiaalia pesäpalloilun kannalta tulevaisuudessa.

TAKEYUKI INOHIZA työskentelee Tokiossa sijaitsevan kemian alan yrityksen teknisessä myynnissä, jossa hän käsittelee katalyyttejä ja hartseja elektroniikkaan ja pinnoitteisiin. Hänen suosikkipesäpallojoukkueensa on Chiba Marines (entinen Bobby Valentinen johtama). Hänen perheensä, johon kuuluu vaimo ja kaksi poikaa, asuu lähellä stadionia ja Valentine Wayta. Hän suoritti kandidaatin tutkinnon Rikkyo-yliopistossa (St. Paul’s University) ja kandidaatin tutkinnon Tokion tiedeyliopistossa. Tämä on hänen ensimmäinen ulkomailla julkaistu tutkimusartikkelinsa.

Kiitokset

Omat erityiskiitokseni SABR:n väelle, erityisesti tohtori Dave Baldwinille, joka oli Senatorsin syöttäjä. Ilman hänen opastustaan ja ohjaustaan en olisi pystynyt kirjoittamaan tätä artikkelia. Paljon kiitoksia. Kiitän myös ystäviäni King Industries Inc:ssä. Chris Fesenmeyerille, joka jatkuvasti rohkaisi minua tekemään tämän tutkimuksen. Dan Miller vei minut ystävällisesti Connecticutin Norwalkista Bostoniin tutkimuskokoukseeni, ja tohtori Len Calbo tarkisti luonnokseni korjatakseen englanninkieleni ja antoi hyödyllisiä suosituksia. Arvostan suuresti heidän ystävällistä tukeaan. Ja viimeisenä mutta ei vähäisimpänä syvin kunnioitukseni Ted Williamsille, The Science of Hitting -kirjan kirjoittajalle.

Lähteet

The Science of Hitting, Ted Williams yhdessä John Underwoodin kanssa, 1971, Painopaikka Simon & Schuster New York.

Batting no Kagaku (The Science of Hitting), Ted Williams yhdessä John Underwoodin kanssa, 1978, Painopaikka Baseball Magazine Sha Co. Ltd.

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

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

”A new batting model for the Twisting Model”, Takeyuki Inohiza, 2011, Julkaistu Shintaichi Kenkyukaissa.

”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.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.