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

dec 8, 2021
admin

Het “Twisting Model” is een biomechanisch model van fysieke beweging dat verklaart waarom onze huidige ideeën over honkbalmechanica – knuppelsnelheid, heuprotatie, “power” – ontoereikend zijn om volledig te verklaren wat er gebeurt wanneer de knuppel de bal raakt. In dit artikel introduceert de auteur het “Twisting Model” door te laten zien hoe het de theorie van Ted Williams over slaan uit The Science of Hitting ondersteunt.

Het “Twisting Model” is een biomechanisch model van fysieke beweging dat verklaart waarom onze huidige ideeën over honkbalmechanica – knuppelsnelheid, heuprotatie, “power” – onvoldoende zijn om volledig te verklaren wat er gebeurt als de knuppel de bal raakt. In dit artikel wil ik het “Twisting Model” introduceren door te laten zien hoe het Ted Williams theorie over slaan uit The Science of Hitting ondersteunt. Het “Twisting Model” is minder bekend dan het conventionele “Rotational Model”. Veldonderzoek naar het Twisting Model is pas onlangs begonnen.

The Science of Hitting is een uitstekend boek. Alles wat Ted Williams leerde over slaan gedurende zijn carrière staat in dit boek. Zijn uitleg van de slagtechniek is echter vaag: het is gebaseerd op zijn persoonlijke waarnemingen. Onlangs ontdekte ik dat door het toepassen van de Twisting Model theorie, Williams’ uitleg over de mechanica van het slaan duidelijker wordt en een beter begrip mogelijk maakt van de beweging voor het produceren van impuls bij het slaan.

Het Twisting Model

1) Mechanica van het Twisting Model: Het Draaimodel gaat ervan uit dat de belangrijkste elementen van het slaan (of werpen) de structuur van het lichaam en de juiste beweging zijn. Deze beweging is belangrijker dan het hebben van grote spieren, omdat spiercontractie niet de directe bron van slagkracht is in het model.

In Figuren 1 en 2 buig ik borstelgras om te demonstreren hoe energie wordt opgeslagen in het gras. Door het gras te buigen, slaat men energie op die vrijkomt wanneer het gras recht komt of “terugknapt”. Om het gras te buigen zijn twee verschillende krachten in tegengestelde richtingen nodig. De onderste pijl is kracht die met de hand wordt toegevoegd en de bovenste pijl is kracht van de spike die zich tegen de beweging verzet, de zogenaamde “fictieve” kracht.

We gebruiken ons lichaam op dezelfde manier wanneer we een bal slaan (of gooien). Bij het slaan (of werpen) produceren we kracht wanneer het bovenlichaam (boven de heupgewrichten) en het onderlichaam (onder de heupgewrichten) in tegengestelde richtingen bewegen.

In figuur 3 staat een tennisspeelster op het punt een bal te slaan, waarbij ze haar bovenlichaam en onderlichaam op verschillende manieren gebruikt. Ze draait eerst naar achteren en beweegt dan naar voren. In het onderlichaam wordt, door haar gewichtsverplaatsing en binnentreden, de kracht van de terugdraaiing verzameld en de voorwaartse draaiing van haar bovenlichaam vertraagd. De twistcombinatie slaat energie op in haar lichaam die wordt gebruikt bij het slaan van de bal.

Figuren 4-7 tonen een major league speler die een fastball gooit. Ook hij gebruikt zijn bovenlichaam en onderlichaam op verschillende manieren. In figuur 4 draait hij naar achteren en stapt naar voren, waarbij hij zijn gewicht verplaatst om een rebounddraai in zijn onderlichaam te creëren. In figuur 5 slaat de rebound-twist en de bovenlichaamsdraai energie op in het voorste been. In deze figuren is de fictieve kracht in zijn linkerarm – van het slepen van “arm en bal” – duidelijk te zien. De combinatie van deze krachten slaat energie op in zijn lichaam zoals de kromming in borstelgras. Ik trok een lijn op de figuren om aan te geven hoe energie wordt opgeslagen en vrijgegeven zoals in het borstelgras. Aangezien de “verdraaiingen” gecentreerd zijn op de heupgewrichten, hoe groter de beweging rond de heupgewrichten, hoe meer energie kan worden opgeslagen om de bal te werpen.

Het verdraaiingsmodel gaat ervan uit dat hetzelfde “energie opslaan en vrijgeven” proces ook belangrijk is voor de slagmechanica. Figuren 8-11 tonen een major league speler die het slagproces doorloopt. Figuur 8 toont hoe de eerste draai in de rug wordt gemaakt – vaak aangeduid als “cocking the hip”. In Figuur 9 wordt een rebounddraai gemaakt door het gewicht te verplaatsen en in te stappen, samen met een sleepbeweging van de knuppel om energie op te slaan. In Figuur 10 en 11, wordt de energie vrijgegeven om de bal te slaan. Interessant om op te merken is dat in dit proces de bat snelheid niet maximaal zal zijn op het slagpunt, maar eerder op het volgpunt. Dit komt omdat in dit model het proces van opslaan en vrijgeven van energie bij het uitslaan van de knuppel gebaseerd is op de opgeslagen energie: deze energie kan worden omgezet in knuppelsnelheid of worden overgedragen aan de bal bij impact. Dit betekent dat het verhogen van de knuppelsnelheid alleen de energieoverdracht naar de bal zou verminderen, waardoor de snelheid van de slagbal afneemt.

Figuur 12 toont twee golven, één van links, de andere van rechts, die bewegen en met elkaar interfereren om een grotere golf te genereren. Het Draaimodel gaat er ook van uit dat, net als de twee tegenover elkaar staande golven, de interferentie tussen bewegingen van het onderlichaam en het bovenlichaam meer energie opslaat. De beweging heeft de eigenschap/het profiel van een “golf”, zoals een veer, wat verklaart waarom timing belangrijk is bij het slaan. In het Twisting Model kan energie voor werpen/slaan worden beschreven als elastische energie, zoals het samendrukken van een veer.

Dikwijls wordt dit proces verkeerd begrepen als “rotatie”, maar rotatie en twisting zijn verschillende dingen. Verdraaiing slaat energie op, maar rotatie niet. Het Verdraaiingsmodel is gebaseerd op “verdraaiing”, niet op “rotatie”. (Figuur 13)

2) Mechanica in The Science of Hitting: Williams schreef dat het belangrijkste wat hij kon bedenken het draaien van de heupen is: Nu, met je gewicht gelijkmatig verdeeld, beginnen je heupen op gelijke hoogte. Je hoeft je geen zorgen te maken over de heupen totdat je daadwerkelijk begint met de uitvoering van de swing. De heupen en handen draaien naar elkaar toe als je je voorste voet naar pas beweegt, de voorste knie draait naar binnen om de heupen naar achteren te helpen draaien. Je draait je heupen als je stapt, en het is zo belangrijk om dat goed te doen. Het is een slingerbeweging. Een metronoombeweging en tegenbeweging. Je hebt het je misschien niet gerealiseerd, maar je gooit een bal op die manier. Je gaat terug, en dan kom je naar voren. Je begint daar niet. En je “begint” je swing niet met je heupen scheef.Ted Williams met John Underwood, The Science of Hitting, (New York:Simon & Schuster, 1971).

Laten we dit eens bekijken ten opzichte van het Twisting Model. Gebruikmakend van twee afbeeldingen uit Williams’ boek, worden in Figuur 14 en 15 zwarte en witte pijlen en lijnen toegevoegd om te laten zien hoe energie wordt opgeslagen en vrijgegeven onder het Twisting Model.

In Figuur 14, geven twee grijze pijlen de “cocking of the hip” aan. In Figuur 15 illustreren twee pijlen bij het middel en het onderlichaam de slingerwerking, “bewegen en tegenbewegen”, waarbij de lijn aangeeft hoe energie in het lichaam wordt opgeslagen.

Figuur 16 en 17 illustreren het proces van energie-afgifte. De voorspelling van het Verdraaiingsmodel past vrij goed bij Williams verklaring. Het is alsof je ontbrekende delen van een puzzel samenvoegt.

Voorstel dat we ons het lichaam van een speler voorstellen als een plaatveer. Om energie in de plaatveer op te slaan door deze te buigen, moet één uiteinde worden gefixeerd. Om deze reden voorspelt het Verdraaiingsmodel theoretisch dat het verplaatsen van het gewicht naar het voorste been zou helpen om energie in het lichaam op te slaan.

Een andere voorspelling gaat over de knuppelzwaai zelf. Het Verdraaiingsmodel voorspelt dat de slagbeurt één actie is met twee processen: een proces van energie opslaan en een proces van energie afgeven. Nogmaals, stel dat een speler een plaatveer is (Figuur 15, Figuur 16). Een zachte veer buigt gemakkelijk, dus het gebruik van zachte spieren helpt voor het opslagproces. Als de plaat eenmaal gebogen is, is een sterkere plaat geschikt voor het vrijgeven van meer energie. Dat betekent dat in het loslatende deel van het proces het gebruik van harde spieren beter is voor het slaan (Figuur 17). Dit staat niet in het boek, maar Williams stond bekend om zijn commentaar: “Slow, slow, slow, quick, quick, quick. “Bijvoorbeeld, uit Jerome Holtzman’s The Jerome Holtzman Reader, “A Splendid Pitch on the Art of Hitting” citeert Williams dat hij tijdens een slagclinic zei: “Wees snel, snel, snel! De enige manier om snel te zijn is je heupen te gebruiken. De heupen moeten de weg wijzen.” George Will, in een nationaal gesyndiceerde politieke column op 3 juni 2003, citeert het als “Ted Williams’ regel over slaan: ‘Wacht, wacht, wacht, en dan snel, snel, snel.'” Williams probeerde misschien ditzelfde punt te maken.

Draaimodel en Rotatiemodel

Figuur 18 toont een vereenvoudigd diagram dat niet meer lijkt op een honkbalbeweging. Een knuppel is slechts een ronde massa die recht wordt geprojecteerd door een samengedrukte spiraalveer in een lichaam.

Dit model voorspelt dat terwijl de knuppelsnelheid langzaam is, de kracht (versnelling) van de veer hoog is. Evenzo, terwijl de knuppelsnelheid hoog is, zou de kracht van de spiraal laag zijn. Dit zou dus geschikt zijn voor een inside-out swing model.

Daarnaast moet, omdat de knuppel recht op een bal wordt geprojecteerd, ook rekening worden gehouden met de invloed van het lichaam bij impact. Met andere woorden, op het moment van botsing raakt de bal niet alleen de knuppel, maar de combinatie van de knuppel vastgehouden door het lichaam van de speler. De invloed van het lichaam als “traagheidsmassa” zou moeten werken om een grote impuls te geven.

Simplified Twisting Model (figuur 18)

Als u dit vergelijkt met het conventionele Rotatiemodel (figuur 19) en het vereenvoudigde model (figuur 20), dan is het vereenvoudigde Twisting Model heel anders.

Rotatiemodel / De fysica van honkbal (figuur 19)
Vereenvoudigd Rotatiemodel (figuur 20)

Het verschil zit hem niet alleen in het uiterlijk. Aangezien het Rotatiemodel alleen rekening houdt met impulsen in de draairichting, zou de optimale conditie zijn waar de knuppelsnelheid maximaal is bij impact. Het Rotatiemodel houdt geen rekening met impulsen van het lichaam. In feite, aangezien de optimale conditie van het Rotatiemodel het slaan van een bal haaks op het lichaam is, zal de impuls van het lichaam onder deze conditie niet verschijnen. Misschien is dit de reden waarom impuls/versnelling van het lichaam jarenlang geen deel uitmaakte van de discussie over slagmechanica?

In werkelijkheid zouden zowel impuls in de rotatierichting als impuls in de rechte richting moeten werken bij impact. Bijvoorbeeld, om naar het tegenoverliggende veld te slaan, zou het gebruik van impuls in de rechte richting nuttig moeten zijn. Williams beschreef deze inside-out swing in het boek, en het Twisting Model voorspelt het.

CONCLUSIE

In plaats van veldtestresultaten te presenteren, beschrijft dit artikel een beoordeling van het Twisting Model in vergelijking met Ted Williams’ uitleg van slagtechniek in The Science of Hitting. Deze analyse lijkt aan te tonen dat het Twisting Model goed aansluit bij Williams’ inzichten en de mechanica van veel professionele spelers verklaart. Het conventionele Rotatie Model, dat alleen rekening houdt met het momentum van de knuppel gebaseerd op de snelheid van de knuppel, kan het mechanisme van slaan met kracht naar het tegenoverliggende veld niet verklaren.

Het Draaimodel heeft veel praktische toepassingen. Aangezien het voorspelt dat het kritieke punt voor het produceren van potentiële energie de flexibele beweging rond de heupgewrichten is, zou het invoeren van geschikte oefeningen om de heupbuiging te maximaliseren de volgende effecten kunnen hebben:

  • Verbeter de krachtontwikkeling bij jonge atleten
  • Verleng de carrière van spelers
  • Voorkom blessures
  • Houd kinderen/spelers weg van het gebruik van spierversterkende middelen, aangezien spierkracht niet kritisch is voor het Twisting Model

Verder onderzoek is nodig om het potentieel van het Twisting Model voor honkbal in de toekomst te ontwikkelen.

TAKEYUKI INOHIZA is werkzaam in de technische verkoop voor een chemisch bedrijf in Tokio, waar hij katalysatoren en harsen voor elektronica en coatings behandelt. Zijn favoriete honkbalteam zijn de Chiba Marines (vroeger geleid door Bobby Valentine). Zijn gezin, waaronder zijn vrouw en twee zonen, woont in de buurt van hun stadion en Valentine Way. Hij behaalde zijn BA aan de Rikkyo Universiteit (St. Paul’s University) en een BS aan de Tokyo University of Science. Dit is zijn eerste onderzoeksartikel dat in het buitenland wordt gepubliceerd.

Acknowledgments

Mijn speciale dank gaat uit naar de mensen van SABR in het bijzonder naar Dr. Dave Baldwin, die pitcher was voor de Senators. Zonder zijn instructie en begeleiding zou ik niet in staat zijn deze paper te schrijven. Hartelijk dank. En ook dank ik mijn vrienden bij King Industries Inc. Chris Fesenmeyer heeft me voortdurend aangemoedigd om dit onderzoek te doen. Dan Miller was zo vriendelijk mij naar Boston te brengen vanuit Norwalk, Connecticut, voor mijn onderzoeksvergadering en Dr. Len Calbo controleerde mijn ruwe schets om mijn Engels te corrigeren en gaf mij nuttige aanbevelingen. Ik waardeer hun vriendelijke steun ten zeerste. En last but not least mijn diepste respect voor Ted Williams, de auteur van The Science of Hitting.

Bronnen

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

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

Kagakusuru Yakyu Jitsugi-hen (Honkbalwetenschap voor toepassing), Yutaka Murakami, 1987, uitgegeven door Honkbal Magazine Sha Co. Ltd.

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

“A new batting model for the Twisting Model,” Takeyuki Inohiza, 2011, Gepubliceerd bij 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.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.