看棒球,學物理-球棒的故事與科學 活動報導

2015/07/20 – 下午 2:29

文/科教中心兼任助理 夏子軒

擁有棒球魂的大小朋友們,在五月九日聚集在中央大學的科學教育中心,想從不同的角度認識棒球這個熱血的運動。當天我們邀請到任教於真理大學通識教育中心的李中傑老師。李中傑利用科學分析方法,讓我們看見不一樣的棒球。

球棒不只是一根木棒!
在正式的棒球比賽裡,打者用的球棒是木製球棒。李中傑放了一段球棒的製作影片,從一開始木材的選擇就不能馬虎,技師挑選適合的木材,放上車床進行加工,參加的大小朋友,一邊看著製作過程,一邊稱讚技師細膩的手藝,對於木製球棒有了基本的認識後,李中傑開始講解使用木製球棒的一些要點。首先,李中傑說,職業打者在揮棒時,都會注意木製球棒上的木紋一定要跟棒球的飛行路徑平行,這樣球棒能承受很大的衝擊力,並且把球打擊出去。接著,李中傑提到打擊時的「甜蜜點」,打擊時,如果擊球位置是在球棒的甜蜜點上,可以把球打的又高又遠且準確。然而,要把球打在甜蜜點,球棒要怎麼握比較好呢?李中傑在這裡埋下一個伏筆,並開始用科學的方法分析握棒的撇步。

當棒球遇見科學
科學分析第一關,我們要來找球棒的重心。重心的意思是「一個物體的重量可以視為集中在這個點上」,只要手指放在重心上,就可以使球棒平衡。李中傑先在球棒上綁一條繩子吊起球棒。當繩子的位置不在重心時,球棒會像翹翹板一樣往比較重的一邊倒。為了讓民眾都能自己嘗試找重心,李中傑設計一個簡單的小實驗,利用一把尺和兩個蝴蝶夾,只要把蝴蝶夾夾在尺的兩端,就完成了一個簡易的翹翹板,然後改變蝴蝶夾的位置,即改變其重心,只要能用手指舉起平衡的翹翹板,就找到翹翹板的重心。李中傑接著說明「力矩」的概念,打者握短棒雖然擊球範圍小,可是打者握棒的位置靠近重心,揮起棒來不需耗費太多力量,因此許多少棒選手在打擊時會選擇握短棒。
握棒時是要緊握球棒比較好還是輕握比較好呢?這個問題其實是工程上常見的「震盪問題」的延伸,緊握球棒就像把一把塑膠尺的一端壓在桌緣,另一端懸空,當你用手撥動懸空的那端,尺會開始陣動,這時懸空的尺會劇烈搖晃,但壓在桌子那端卻不會有明顯的晃動,如同緊握球棒擊球時,球棒會產生劇烈震動一般。輕握球棒如同整把尺浮在空中,在尺上施加一個力量,使之振動,因為尺的兩端都沒有被壓住,所以這時尺的兩端都會有非常明顯的震動,所以,輕握球棒時,握把那端也會有明顯的震動。到底是緊握好還是輕握好呢?李中傑表示,其實緊握和輕握並不會影響擊球時的出力大小,也不會影響擊中甜蜜點的機率,只是每個人握棒習慣不同而已。
上述的兩個實驗都跟如何打到甜蜜點無關,究竟「甜蜜點」在哪?在活動的尾聲,李中傑做了一個小實驗,他一隻手把球棒拿起來,垂在空中,另一隻手拿著棒球敲擊球棒,當棒球撞擊球棒時,可以聽見清脆的聲音,但是敲不同球棒位置時,發現聲音會有大小聲的變化。其中,聲音比較小的位置是球棒產生「節點」的位置,當棒球撞擊在節點上時,整支球棒所產生的震動十分微小,因此打者可以把力量完整的傳到球上。換句話說,甜蜜點就位在節點上。
經過李中傑利用科學分析介紹棒球,參與的民眾們對於棒球有了不一樣的認識,活動結束後還有許多熱愛棒球的大小朋友們留下來,和李中傑討論更多棒球的科學,可見大家對於棒球的熱愛不只侷限在棒球場上呀!

母親節特別企劃!
由於這次的活動隔天就是一年一度的母親節,本中心特別安排了一個給媽媽們的驚喜。在活動開始前,我們偷偷地邀請小朋友們寫出畫出對媽媽的愛,而且是寫在棒球上!當小朋友們完成後,我們統一收起來,並且要求小朋友們保密。在活動結束時,由科教中心的朱慶琪主任和各位爸爸媽媽說明這份驚喜,並且讓小朋友們把他們寫滿感謝的簽名棒球,親手送給媽媽。相信當日來參與這次活動的大小朋友們,除了學到了很多跟棒球有關的科學新知外,也學到了另一種對母親表達愛的方式。