Hitting Mechanics: The Twisting Model and Ted Williams’s ”The Science of Hitting” – Society for American Baseball Research Hitting Mechanics: The Twisting Model and Ted Williams’s ”The Science of Hitting”: Den vridande modellen och Ted Williams ”The Science of Hitting”

dec 8, 2021
admin

Den vridande modellen är en biomekanisk modell av fysisk rörelse som förklarar varför våra nuvarande idéer om basebollmekanik – slagträets hastighet, höftrotation, ”kraft” – är otillräckliga för att fullt ut förklara vad som händer när slagträet träffar bollen. I den här artikeln introducerar författaren ”Twisting Model” genom att visa hur den stöder Ted Williams teori om slagträning från The Science of Hitting.

”Twisting Model” är en biomekanisk modell för fysisk rörelse som förklarar varför våra nuvarande idéer om basebollmekanik – slagträets hastighet, höftrotation, ”kraft” – inte räcker till för att fullt ut förklara vad som händer när slagträet träffar bollen. I den här artikeln vill jag presentera ”Twisting Model” genom att visa hur den stöder Ted Williams teori om slagträning från The Science of Hitting. Twisting-modellen är mindre känd än den konventionella rotationsmodellen. Fältstudier av Twisting-modellen har först nyligen påbörjats.

The Science of Hitting är en utmärkt bok. Allt Ted Williams lärde sig om att slå under hela sin karriär finns i den här boken. Hans förklaring av slagmekaniken är dock vag: den bygger på hans personliga uppfattningar. Nyligen upptäckte jag att genom att tillämpa Twisting Model-teorin blir Williams förklaring om slagmekanik tydligare och ger en bättre förståelse för rörelsen för att producera impulser när man slår.

THE TWISTING MODEL

1) Mekaniken i Twisting Model: Twistingmodellen utgår från att de viktigaste delarna av att slå (eller kasta) är kroppens struktur och lämpliga rörelser. Denna rörelse är viktigare än att bara ha stora muskler eftersom muskelkontraktion inte är den direkta källan till slagkraft i modellen.

I figurerna 1 och 2 böjer jag borstgräs för att visa hur energi lagras i gräset. Genom att böja gräset lagrar man energi som frigörs när gräset rätar sig eller ”knäpper tillbaka”. För att böja gräset behövs två olika krafter i motsatt riktning. Den nedre pilen är kraft som läggs till med handen och den övre pilen är kraft från spiken som står emot rörelsen, så kallad ”fiktiv” kraft.

Vi använder våra kroppar på samma sätt när vi slår (eller kastar) en boll. När vi slår (eller kastar) producerar vi kraft när överkroppen (över höftlederna) och underkroppen (under höftlederna) rör sig i motsatta riktningar.

I figur 3 är en tennisspelare på väg att slå en boll med hjälp av sin överkropp och underkropp på olika sätt. Hon vrider sig först bakåt och rör sig sedan framåt. I underkroppen, genom hennes viktförskjutning och inåtriktade steg, samlas kraften från den återvändande vridningen och överkroppens framåtriktade vridning fördröjs. Twistkombinationen lagrar energi i hennes kropp som används när hon slår bollen.

Figurerna 4-7 föreställer en major league-spelare som kastar en fastball. Han använder också sin överkropp och underkropp på olika sätt. I figur 4 vrider han sig bakåt och tar ett steg framåt och förflyttar sin vikt i syfte att skapa en reboundvridning i underkroppen. I figur 5 lagras energin i det främre benet i den återkommande vridningen och vridningen i överkroppen. I dessa figurer syns tydligt den fiktiva kraften i hans vänstra arm – från att han drar ”arm och boll”. Kombinationen av dessa krafter lagrar energi i hans kropp som böjningen i borstgräs. Jag ritade en linje på figurerna för att visa hur energi lagras och frigörs som i borstgräset. Eftersom ”vridningarna” är centrerade på höftlederna kan mer energi lagras för att kasta bollen ju större rörelsen runt höftlederna är.

Vridningsmodellen utgår från att samma process för ”energilagring och frisättning” är viktig även för slagmekaniken. I figurerna 8-11 visas en major league-spelare som går igenom slagprocessen. Figur 8 visar hur den första vridningen görs i ryggen – ofta kallad ”cocking the hip”. I figur 9 produceras en återvändande vridning genom att flytta vikten och kliva in tillsammans med ett slagträdrag för att lagra energi. I figurerna 10 och 11 frigörs energin för att slå bollen. Intressant att notera är att i denna process kommer batthastigheten inte att vara maximal vid träffpunkten utan snarare vid följningspunkten. Detta beror på att i den här modellen är energilagrings- och frisättningsprocessen vid slagträets utplacering beroende av den lagrade energin: denna energi kan omvandlas antingen till slagträets hastighet eller överföras till bollen vid slaget. Detta innebär att en ökning av fladdermushastigheten endast skulle minska energiöverföringen till bollen, vilket skulle minska hastigheten på den slagna bollen.

Figur 12 visar två vågor, en från vänster och en från höger, som rör sig och interfererar med varandra för att generera en större våg. Twistingmodellen utgår också från att liksom de två motsatta vågorna, lagrar interferensen mellan rörelser i underkroppen och överkroppen större energi. Rörelsen har egenskapen/profilen av en ”våg”, som en fjäder, vilket förklarar varför timing är viktigt för att slå. I Twisting-modellen kan energi för kast/slagning beskrivas som elastisk energi, som att komprimera en fjäder.

Ofta missförstås denna process som ”rotation”, men rotation och vridning är olika saker. Vridning lagrar energi, men rotation gör det inte. Vridningsmodellen bygger på ”vridning”, inte ”rotation”. (Figur 13)

2) Mekanik i The Science of Hitting: Williams skrev att det viktigaste han kunde tänka sig var att spänna höfterna: Nu, med din vikt jämnt fördelad, börjar dina höfter i jämnhöjd. Du oroar dig inte för höfterna förrän du faktiskt börjar utförandet av svingen. Händerna och höfterna spänns när du flyttar din ledarfot till steg, det främre knäet vänder inåt för att hjälpa höfterna att rotera tillbaka. Du spänner höfterna när du går i steg, och det är så viktigt att få det rätt. Det är en pendelrörelse. En metronomrörelse och en motrörelse. Du kanske inte har insett det, men du kastar en boll på det sättet. Du går tillbaka och sedan kommer du framåt. Du börjar inte där bak. Och du ”börjar” inte din sving med höfterna spända.” Ted Williams med John Underwood, The Science of Hitting, (New York:Simon & Schuster, 1971).

Låt oss undersöka detta i förhållande till Twisting-modellen. Med hjälp av två bilder från Williams bok, figur 14 och 15, läggs svarta och vita pilar och linjer till för att visa hur energi lagras och frigörs enligt Twisting-modellen.

I figur 14 visar två gråa pilar ”spänningen av höften”. I figur 15 illustrerar två pilar vid midjan och underkroppen pendelrörelsen, ”rörelse och motrörelse”, med linjen som anger hur energin lagras i kroppen.

Figurerna 16 och 17 illustrerar processen för energiavgivning. Twisting-modellens förutsägelse stämmer ganska väl överens med Williams förklaring. Det är som att sätta ihop saknade delar av ett pussel.

Antag att vi föreställer oss en spelares kropp som en tallriksfjäder. För att lagra energi i tallriksfjädern genom att böja den måste den ena änden vara fixerad. Av denna anledning förutsäger vridningsmodellen teoretiskt att viktförskjutningen på det främre benet skulle bidra till att lagra energi i kroppen.

En annan förutsägelse handlar om själva bat-svingen. Twisting-modellen förutsäger att bat-svingen är en handling med två processer: en process för att lagra energi och en process för att frigöra energi. Anta återigen att en spelare är en tallriksfjäder (figur 15, figur 16). En mjuk fjäder böjer sig lätt, så att använda mjuka muskler underlättar lagringsprocessen. När plattan väl är böjd är en starkare platta lämplig för att frigöra större energi. Det betyder att i frisättningsdelen av processen är det bättre att använda hårda muskler för att slå (figur 17). Detta står inte i boken, men Williams var känd för att kommentera: ”Långsamt, långsamt, långsamt, snabbt, snabbt, snabbt, snabbt.” I Jerome Holtzmans The Jerome Holtzman Reader, ”A Splendid Pitch on the Art of Hitting”, citeras till exempel Williams som säger under en slagträningsklinik: ”Be quick quick quick quick! Det enda sättet att vara snabb är att använda höfterna. Höfterna måste leda vägen.” George Will, i en nationellt syndikerad politisk kolumn den 3 juni 2003, citerar det som ”Ted Williams regel om att slå: ’Vänta, vänta, vänta, vänta, sedan snabbt, snabbt, snabbt, snabbt’.” Williams kan ha försökt göra samma sak.

Twisting Model and Rotational Model

Figur 18 visar ett förenklat diagram som inte längre verkar likna en basebollrörelse. Ett slagträ är bara en rund massa som projiceras rakt av en komprimerad spiralfjäder i en kropp.

Denna modell förutsäger att medan slagträets hastighet är långsam är kraften (accelerationen) från fjädern hög. På samma sätt skulle kraften från spiralen vara låg medan slagträets hastighet är hög. Detta skulle alltså vara lämpligt för en modell för inifrån-ut-sväng.

Därtill kommer att eftersom slagträet projiceras rakt mot en boll bör även kroppens påverkan vid nedslaget beaktas. Med andra ord, i kollisionsögonblicket träffar bollen inte bara slagträet ensamt, utan kombinationen av slagträet som hålls av spelarens kropp. Kroppens inflytande som ”tröghetsmassa” bör verka för att ge en stor impuls.

Simplifierad vridningsmodell (figur 18)

Om man jämför detta med den konventionella rotationsmodellen (figur 19) och dess förenklade modell (figur 20) är den förenklade vridningsmodellen mycket annorlunda.

Rotationsmodell / Basebollens fysik (Figur 19)
Simplifierad rotationsmodell (Figur 20)

Skillnaden är inte bara i utseendet. Eftersom Rotationsmodellen endast tar hänsyn till impulser i rotationsriktningen skulle det optimala tillståndet vara där slagträets hastighet är maximal vid nedslaget. Rotationsmodellen tar inte hänsyn till impulser från kroppen. Eftersom det optimala tillståndet för Rotationsmodellen är att slå en boll vinkelrätt mot kroppen, kommer impulser från kroppen faktiskt inte att förekomma under detta tillstånd. Kanske är detta anledningen till att impuls/acceleration från kroppen inte var en del av diskussionen om slagmekanik i åratal?

I verkligheten bör både impulsen i rotationsriktningen och impulsen i den raka riktningen fungera vid slaget. För att till exempel slå till det motsatta fältet bör det vara användbart att använda impulser i rak riktning. Williams beskrev denna inside-out swing i boken, och Twisting Model förutsäger den.

KONKLUSION

Istället för att presentera resultat från fälttester beskriver den här artikeln en bedömning av Twisting Model i jämförelse med Ted Williams förklaringar av slagteknik i The Science of Hitting. Denna analys tycks visa att Twisting Model passar väl in på Williams insikter och förklarar mekaniken hos många professionella spelare. Den konventionella rotationsmodellen, som endast tar hänsyn till batmomentet baserat på batets hastighet, kan inte förklara mekanismen för att slå med kraft till det motsatta fältet.

The Twisting Model har många praktiska tillämpningar. Eftersom den förutsäger att den kritiska punkten för att producera potentiell energi är flexibla rörelser runt höftlederna kan införandet av lämpliga övningar för att maximera höftböjningen ha följande effekter:

  • Förbättra kraftutvecklingen hos unga idrottare
  • Längre spelarkarriärer
  • Förhindra skador
  • Hålla barn/spelare borta från att använda muskelförstärkande läkemedel, eftersom muskelstyrka inte är kritisk för Twisting-modellen

Det behövs ytterligare studier för att utveckla Twisting-modellens potential för baseball i framtiden.

TAKEYUKI INOHIZA arbetar med teknisk försäljning för ett kemiföretag i Tokyo, där han hanterar katalysatorer och hartser för elektronik och beläggningar. Hans favoritbaseballlag är Chiba Marines (som tidigare leddes av Bobby Valentine). Hans familj, som består av hans fru och två söner, bor nära deras stadion och Valentine Way. Han fick sin BA från Rikkyo University (St Paul’s University) och en BS från Tokyo University of Science. Detta är hans första forskningsartikel som publiceras utomlands.

Acknowledgments

Mitt speciella tack till folket i SABR, särskilt till Dr. Dave Baldwin, som var kastare för Senators. Utan hans instruktioner och vägledning skulle jag inte ha kunnat skriva den här uppsatsen. Tack så mycket. Jag vill också tacka mina vänner på King Industries Inc. Chris Fesenmeyer som ständigt uppmuntrade mig att göra denna forskning. Dan Miller tog mig vänligen till Boston från Norwalk, Connecticut, för mitt forskningsmöte och dr Len Calbo kontrollerade mitt grova utkast för att korrigera min engelska och gav mig användbara rekommendationer. Jag uppskattar deras vänliga stöd mycket. Och sist men inte minst min djupaste respekt till Ted Williams, författaren till The Science of Hitting.

Källor

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

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

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

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

”A new batting model for the Twisting Model”, Takeyuki Inohiza, 2011, Publicerad på Shintaichi Kenkyukai.

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

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.