[國語日報專欄]

熱血一擊-仰角和初速完美結合

姜雅薰/國家運動科學中心研究助理

在棒球場上最令人感到痛快的一刻，莫過於揮出全壘打那一瞬一間。當打者用力揮棒，「鏘」的一聲，棒球隨即飛得又高又遠，最終越過全壘打牆，在電視螢幕前的你是否會忍不住跳起來歡呼呢?

這時我們可以從球賽轉播畫面或主播的播報，得知這發全壘打的飛行距離，然而，你知道這顆球的飛行距離是如何計算出來的嗎?

角度速度影響飛行軌跡

要了解全壘打的飛行距離，首先要弄清楚球的飛行軌跡。

我們可以想像擊出去的球會沿著一條拋物線(也就是弧線)優雅的飛行。為了簡化計算，我們暫時忽略風速、溫度等外部因素的影響。在這種理想的情況下，球的飛行距離主要取決於兩個因素：擊球的仰角和擊球的初速。

當我們希望將球打得更遠時，擊球的仰角必須恰到好處。過高的仰角會使球像一枚火箭一樣直沖天際，卻無法飛得遠；而過低的仰角則可能導致球以水平方向飛出，結果在到達全壘打牆前就落地。

根據研究發現，為了打出全壘打，最佳的擊球仰角大約是二十五度到三十度之間，這樣的角度既能讓球上升，又能維持良好的水平飛行距離。

除了仰角，擊球的初速同樣是影響飛行距離的重要因素。速度越快，球飛得越遠，相反的，速度較慢的球，因為受到地心引力的影響，飛行的時間較短，有可能早早落地，無法飛得遠。

因此，球員打擊時，不但要有技術，還要儘可能的加強擊球的力道，以達到最佳的初速。一名頂尖棒球選手的擊球初速甚至可以超過時速一百六十公里呢！

分析反射電磁波算距離

擊球的仰角和速度是如何測量出來的呢?這需要先進的設備來協助，常見的是雷達和高速攝影機。

雷達可以發射出人眼看不到的電磁波，電磁波碰到物體會反射。我們便可以藉由分析反射回來的電磁波，計算物體的運動，例如球的位置、擊球仰角及速度等，進而推算出球飛行的距離。

高速攝影捕捉細部過程

另一種常用的設備是高速攝影機，我們平常用手機或相機錄影，其實是拍攝連續照片，然後快速播放，我們會感覺影像在動。然而在球賽中，球的飛行速度很快，一般的攝影機可能無法捕捉到球飛行的細部過程，這時就要在短時間內拍攝更多的照片，才能看清楚球飛行的每個瞬間，而高速攝影機的特點就是在一秒鐘可以拍攝數百張照片，我們因此可以看到每一個瞬間球的位置，進而計算出擊球仰角及速度。

結合這些科技設備，並且透過精準的測量及分析，我們可以了解每一發全壘打的科學數據，也就能夠更深入的了解全壘打的奧秘。

往後欣賞球賽時，你不妨注意一下棒球場上的數據，搭配球員精采的表現，更可以感受到棒球的魅力喔！