Uma reviravolta inesperada de uma bola rápida de quatro ou duas costuras pode fazer a diferença em um time de beisebol ganhando ou perdendo a World Series. Contudo, "algumas explicações sobre os diferentes tons estão totalmente erradas, "disse Barton Smith, um professor de engenharia mecânica e aeroespacial na Utah State University que se considera um grande fã do jogo.

Ele e seu aluno de doutorado, Nazmus Sakib, estão realizando experimentos para explicar como as bolas de beisebol se movem. Sakib e Smith apresentarão suas descobertas na 71ª Reunião Anual da Divisão de Dinâmica de Fluidos da American Physical Society, que acontecerá de 18 a 20 de novembro no Georgia World Congress Center em Atlanta, Geórgia.

Uma bola de beisebol é assimétrica devido ao padrão de costura em forma de oito, e a maneira como uma bola de beisebol se move no ar depende do grau e da direção de seu giro e de sua orientação quando a mão a solta. O efeito Magnus, ou a força em um objeto giratório movendo-se através de um fluido como o ar, empurra na direção em que a bola está girando. Portanto, faz com que uma bola com giro superior caia e uma bola com giro traseiro ganhe sustentação - o suficiente para diminuir sua queda, mas não o suficiente para superar a gravidade.

Este fenômeno bem estudado afeta a maioria dos arremessos, exceto para a articulação da bola praticamente livre de giro, que é segurado com o polegar e as pontas dos dedos. A bola rápida de duas costuras, que é agarrado pelos dedos médio e indicador ao longo das costuras, parecia também se comportar de uma forma não explicada pelo efeito Magnus.

Sakib e Smith se concentram nesses dois argumentos de venda, que são influenciados por outras forças além do efeito Magnus. Em seu estudo, os pesquisadores montaram uma máquina de lançamento que lança bolas rápidas e knuckleballs por um caminho enfumaçado. Fotografias automáticas, acionado por sensores a laser, capturou duas imagens da bola e da fumaça após o lançamento. Então, usando uma técnica chamada velocimetria de imagem de partícula, Sakib e Smith rastrearam os movimentos das partículas de fumaça para calcular o campo de velocidade ao redor da bola e a direção do ar em rotação em um determinado ponto.

Então, eles calcularam a "separação da camada limite" identificando as porções da superfície da bola onde a camada de ar ao redor da bola se separou para formar a esteira. Embora a separação da camada limite varie de maneira diferente para os dois arremessos de bola rápida à medida que a bola gira, o efeito líquido é o mesmo.

Sakib e Smith descobriram que o passo de duas costuras tem um eixo de rotação inclinado devido ao fato de que um dedo sai da costura antes do outro, o que pode fazer com que a bola se mova para os lados, ao contrário de uma bola rápida de quatro costuras. No caso da knuckleball, o ponto de separação pode mudar no meio do voo, fazendo com que a bola mude de direção aleatoriamente.

Smith agora "espera encontrar um arremessador da liga principal que deseja usar o que aprendemos por meio da dinâmica dos fluidos para lançar um arremesso melhor".