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伸卡球魔力何來？—變化球密技大解析

白努利定律 :
捷運和火車月台，都會在地上畫一條黃線，媽媽總告誡小孩子，車子進站時，不要太靠近鐵軌，原因就是當捷運或火車在我們面前經過時，車廂和我們之間的氣流速 度很快，壓力降低，而我們身後離車廂較遠的地方，壓力不變；相較之下身後壓力較大，就會把我們往車廂推動，尤其小孩子體重輕、力氣小，很容易發生危險。


飛機起飛也是根據白努利定律，機翼的形狀是下面平直、上面彎曲成流線形，當氣流流過機翼上下兩側時，會同時到達機翼後方，結果機翼上面的氣流因為跑的距離比較遠，速度必須比較快，壓力就降低；相較之下機翼下面的壓力較大，就把飛機向上舉起，飛機就起飛了。


當一顆球邊轉動邊前進時，轉動兩側的氣流速度會不一樣，一般人投的「後面向下、下面向前、前面向上、上面向後」旋轉的棒球，由於氣流方向跟球前進方向相 反，會由前往後，結果經過棒球下側的氣流，會被「向前」的旋轉減慢速度，而上側的氣流則會加速；於是這顆棒球的上側壓力變小，下側壓力變大，若不考慮重力 的影響，球會稍往上飄。


常見受到白努利效應影響而改變方向的球種有快速直球、伸卡球、滑球、卡特球和曲球。另外變速球是因為和快速直球有明顯速差而發揮威力，指叉球是減少旋轉使風阻增加，讓球「煞車」，重力就會使球下墜。



快速直球(fastball) 擅長者：曹錦輝、郭泓志



職棒統一獅投手林岳平說明，快速直球分為「四縫線(four-seam fastball)」和「二縫線(two-seam fastball)」兩種，都是用食、中兩指，在出手同時用力往下扣，加強球的「後面向下」旋轉，產生上飄效果。 棒球表面平滑，所以球面上凹凸不平的縫線，是球體穿過空氣時最主要的摩擦力來源；所謂四縫線直球，就是球每轉一圈，氣流會經過四道縫線，二縫線直球則只經 過兩道縫線。




與二縫線直球相比，四縫線直球穿過空氣時，氣流摩擦縫線次數較多，會與球體表面產生較大摩擦，也就是讓較多空氣與球體表面發生交互作用，增大球體上下兩側 的白努利壓差，所以上飄效果會比較好。 曹錦輝的在台經紀人鐘孟文指出，四縫線直球出手時手指出力下扣，主要是增加球體旋轉速度，產生較強上飄效果；二縫線直球則變化較多，因為整根手指都壓在縫 線上，只要出手時稍微往左帶或往右帶，就會使球產生向右或向左偏移的效果，但相對地上飄效果就會減弱。



變速球 (change-up)擅長者：張誌家、黃俊中


好的變速球，最大特徵是出手時揮臂速度和姿勢都和快速直球很像，但是球速卻沒那麼快，讓打者揮棒過早而措手不及。 最常見的變速球是比出OK手勢，把球握在掌心投出。鐘孟文解釋，變速球和快速直球的旋轉方向相同，但快速直球出手時，是用指尖把球投出，變速球卻是用手掌 或第三節指關節投球，從出手點到手腕的距離，只有快速直球的一半，也就是手腕施力的力矩減半，所以變速球的球速、旋轉，都和快速直球差很多。 林岳平則說，也有人是在出手時，只用一隻中指出力，這樣不論球速或旋轉，當然都比用兩隻手指使勁扣下的快速直球弱。



指叉球 (forkball)擅長者：郭李建夫、蔡仲南



指叉球是把球夾在食、中兩指之間，投出時只有這兩指的內側貼住球皮，所以帶動的旋轉較少，不到快速直球的一半，旋轉方向則和快速直球相同。這種旋轉較少的 球，前進時遇到的風阻會增加，就像煞車一樣，使球速在行進過程中減慢較多，這樣重力效應就會在球路末段、也就是球靠近本壘時，顯得相對較強，使球看起來像 是突然下墜。




指叉球的少許旋轉，具有穩定飛行路線的作用，使球不會左右亂飛，可幫助投手控球；但因為球會大幅下墜，只要投手不小心投低一點，就很容易「挖地瓜」。 還有一種「快速指叉球(splite-finger)」，是食、中兩指不完全打開，所以出手時的使力部位比較靠近指尖，造成球速較快，但下墜幅度較小。

不論哪一種球，球速和變化都無法兼顧，球速越快，變化越少。 國內有少數投手會投「螃蟹球」，這其實是一種指叉球的變形，是用中指和無名指夾住球，因為用力的手指不同，出手時的方向，會和傳統指叉球不太一樣，造成打擊者混淆。



伸卡球(sinker) 擅長者：王建民、曹竣揚
因為是王建民的拿手球路而在國內聲名大噪的伸卡球，其實是「二縫線快速直球」的變形。 快速直球的食、中兩指是在球的後面由上往下扣，伸卡球則是在扣的時候，增加往左邊扣的力量，使扣的方向變成由右上往左下扣，增加球的側旋，旋轉方向是「左 邊向前、前面向右、右邊向後、後面向左」（從高空鳥瞰是順時針旋轉），根據白努利定律，這種球會向右打者的內角偏轉。

伸卡球以 側旋為主，造成球上飄的旋轉相對減少，這種「不太會上飄」但「速度接近快速直球」的球，在準備打快速上飄球的打擊者眼中，就變成下墜，這也是「伸 卡」（sinker，下沉的意思）一詞的由來。 王建民的伸卡球，變化犀利的另一關鍵是「投球姿勢」，林岳平和鐘孟文都說，王建民採四分之三肩投法，比起上肩高壓式投法，手臂往右傾斜，使得伸卡球的旋轉 方向，從「向右打者內角、稍微上飄」變成「向右打者內角、稍微下沉」，這樣和快速直球相比，下墜效果更明顯。



滑球(slider)、卡特球(cutter)和曲球(curve):

滑球擅長者：郭泰源、陽建福
卡特球擅長者：潘威倫、李維拉（Mariano Rivera）
曲球擅長者：吳偲佑、穆西納（Mike Mussina）



滑球、卡特球和曲球的側旋方向相同，都是和伸卡球側旋方向相反，也就是從高空鳥瞰呈逆時針旋轉，這樣可使球往右打者外角偏移。滑球和卡特球是用手指造成球 的旋轉，滑球的手指從球的右前方下扣，使球除側旋外，還會稍微下墜（因為和快速直球旋轉方向相反），所以看起來就像完全相反的伸卡球；卡特球（cut）是 英文音譯，意譯的話應該叫切球，因為出手時就像用手指切過球的右側表面，使球只有側旋，因此球看起來會像是水平而不墜落的進壘，球速比滑球快，但轉彎幅度 較小。




曲球和滑球旋轉方向相同，都是向右打者外角墜落，但曲球是扭動手腕造成棒球旋轉，因此使球前進的力量減弱，球速較慢，但旋轉增強，變化幅度較大。 林岳平說，投曲球時，也可以讓球沒有側旋，只有「下墜」，只要改變手腕扭動方向，讓球變成完全和快速直球相反的旋轉方向即可。



不旋轉的蝴蝶球(knuckle) 擅長者：徐生明、韋克菲爾德（Tim Wakefield）



不論國內外，只有極少數投手的拿手球路是「蝴蝶球」，這種球的特性是，球在前進過程中幾乎不旋轉，卻會像蝴蝶飛舞一樣亂飄，因而得名。因為如此，所以蝴蝶球球速明明很慢，但即使是大聯盟的強打者，也不容易打中球心，而且捕手也比較容易漏接。


蝴蝶球會亂飄的原因不是白努利定律，而是「邊界層剝離」。當一顆球在大氣中快速前進時，在球的表面會有一些空氣跟著球一起移動，形成一層很薄的空氣層，就 是「邊界層」。若是一顆表面均勻、沒有縫線的球，邊界層會從球的最前面開始形成，到後面逐漸「剝離」，就是脫離球的表面，回到大氣中；邊界層剝離處的壓 力，比邊界層存在處的壓力小。 但是棒球表面有粗糙的縫線，邊界層一碰到縫線就會馬上剝離。



蝴蝶球幾乎不旋轉，在前進過程中，邊界層會在不同位置的縫線處，交替剝離，這一瞬間若在左邊剝離，就會使左邊壓力減小，右邊壓力相對較大，使球往左偏；但 下一刻，可能變成右邊剝離，球又會往右偏，結果就使球左右亂飄。 那前述其他球種是否也會受到「邊界層剝離」效應影響而改變方向？陳政宏指出，一顆快速旋轉的棒球，從統計上來看，邊界層剝離現象會均勻地在球體各處發生， 結果對球的方向反而不造成影響。 另一方面，邊界層剝離造成的壓力變化，和白努利效應造成的壓力變化相比相當小，所以當白努利效應發揮作用時，邊界層剝離對棒球路徑的影響就可以忽略；除蝴 蝶球以外的各種球路，都是靠旋轉來改變方向，所以不用考慮邊界層剝離效應。


只有不旋轉的蝴蝶球，既沒有白努利效應，邊界層剝離也不會均勻發生，此時邊界層剝離就成為影響球路變化的最主要因素。 鐘孟文表示，蝴蝶球的變化幅度其實不會很大，但因為球不旋轉，球速又慢，打擊者可以看到球上的縫線，而這些細細的縫線，只要左右不規則動個幾公分，就會讓 人感覺變化很大，因此更加強了「球左右飄動」的視覺效果。


邊界層剝離外一章 任何球在空氣中飛行，都會受到空氣摩擦力影響而減速，越光滑的球，遇到的摩擦力就越小，那為什麼高爾夫球表面要做那麼多坑洞？飛得遠對一顆高爾夫球來說，不是很重要嗎？ 原因出在造成蝴蝶球亂飄的同一個原因：邊界層剝離。


陳政宏指出，和棒球一樣，高爾夫球在大氣中飛行時，空氣也會在球體四周，產生一層薄薄的邊界層；邊界層到球的後方會開始剝離，剝離處壓力較小。 球體光滑時，邊界層會比較早剝離（如雜誌圖，在綠色處剝離），結果球的後方，幾乎全都處於邊界層剝離狀態；而表面坑坑洞洞的高爾夫球邊界層，則會延緩剝離 （如雜誌圖），所以邊界層剝離狀態的面積較小。


邊界層剝離處壓力較小，在球的後方，壓力就是向前推的力量，所以光滑球體「向前推力量較小」的區域，面積比較大，而高爾夫球「向前推力量較小」的區域，面積比較小，所以高爾夫球受到向前推的總力，會比光滑球體大。


陳政宏說，這種壓力（或推力）的影響，比空氣摩擦力大得多，高爾夫球和光滑球體相比，雖然受到稍大一點點的摩擦力，卻也受到大很多的向前推力，結果飛行距 離不減反增。根據國外學者統計，飛行距離會增加一倍以上。 了解前面這些棒球變化原理後，雖然我們未必能成為第二個王建民，但至少下次看棒球、聽到球評描述這些球路時，不會再鴨子聽雷，而且還可以仔細觀察各種球路 變化，並細細揣摩投手的動作及配球技巧，更增看球樂趣。
http://blog.roodo.com/zane_tsai/archives/4178359.html
http://sa.ylib.com/circus/circusshow.asp?FDocNo=1074&CL=11
http://activity.ntsec.gov.tw/activity/race-1/48/senior/040101.pdf