壓力與浮力

王建民上周投出他在美國職棒大聯盟的第一場完封勝，並獲得第12勝，國人為之振奮。王建民除了時速155公里的快速球外，還有滑球、變速球及最為人稱道的伸卡球，這些球為什麼會轉彎，讓打者難以擊出安打？

白努利效應 影響球路

成功大學系統及船舶機電工程系副教授陳政宏表示，影響棒球前進路徑有3種因素，影響最大的1種，是棒球旋轉造成氣流速度不同而產生的「白努利效應」，另2種則是邊界層作用和地心引力。

曾經當過少棒國手的清華大學電資學院院長吳誠文指出，快速直球是用大拇指和食、中兩指伸直拿球，出手同時食、中兩指用力下扣，使球「前面向上、上面向後、後面向下、下面向前」快速旋轉，由於球本身向前進，氣流向後，因此球下方的氣流和球旋轉的方向相反，速度會減慢，球的上方氣流速度則加快；依照「白努利定律」，氣流慢的，壓力較大，所以空氣壓力會使球在前進同時上飄。

曲球、滑球 轉向不同

吳誠文和正修科技大學講師鐘孟文表示，滑球、曲球、下墜球，都是同樣原理，只是旋轉方向不同。滑球和曲球都是讓球左右旋轉（右投手投出，從上空鳥瞰，球呈逆時針旋轉），使球往壓力較小的左側（右打者外角）偏移；只是投滑球時手腕不轉，因此球的旋轉較弱，變化幅度較小，但前進力量較強，球速較快，曲球則正好相反。

建仔伸卡球 向內角偏

下墜球則是用手指使球旋轉方向和快速直球相反，所以球的上側氣流慢、壓力大，使球比地心引力造成的拋物線下墜更多；王建民的伸卡球就是下墜球的一種，但除了使球下墜的旋轉外，還有和滑球旋轉方向相反的側向旋轉，所以球會向右側（右打者內角）小幅偏移並下墜，但王建民主要用力在使球快速前進，所以球速接近快速直球，變化幅度卻不大，但已足以使打者打到球的上側而形成滾地球。

球前進同時若不旋轉，地心引力加上氣流的不規則變化，都會影響球的運動軌跡，最明顯的例子是蝴蝶球和指叉球；由於這種力量比白努利影響小很多，所以只有在球不太旋轉時，才能顯現作用。

投蝴蝶球要食、中兩指或加無名指三指彎曲扣住球，投手揮臂的同時，扣住球的手指用力向前彈出，揮臂方向會使球「前面向上、後面向下」旋轉，彈手指卻使球反方向旋轉，兩相抵銷，球就不旋轉了。

陳政宏表示，棒球前進時，空氣會在球四周形成一層很薄的「邊界層」；邊界層從球的最前面開始形成，到後面逐漸剝離，剝離處壓力較小。

縫線不規則 壓力時變

由於棒球表面有粗糙縫線，邊界層碰到縫線會提前剝離，而棒球縫線不規則，所以邊界層會不規則剝離，使球表面各處壓力隨時變化，球就會左右飄；吳誠文則說，自然界空氣分布不均勻，旋轉的球不受影響，不旋轉的球卻會因此產生自然變化，也使蝴蝶球亂飄。

指叉球則是用兩根手指夾住球的兩側而投出，作用也是減少球的旋轉，吳誠文和鐘孟文指出，指叉球還是有一點前後方向的旋轉，這種旋轉力量會阻止球往左右偏移，可控球穩定；但球接近本壘時，速度已減慢，地心引力的作用會相對變強，使球明顯下墜，蝴蝶球也會因相同原理而下墜。

延伸閱讀
1.牛頓打棒球／ROBERT K. AD／牛頓
2.力學棒球：變化球如何投？如何打？小岩利夫／臉譜

【2006/08/02 聯合報】