La fisica di essere colpiti in faccia da una palla da baseball

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Una bambina è stata portata d'urgenza in ospedale la scorsa settimana dopo che una palla le è stata sbattuta in faccia allo Yankee Stadium. L'incidente ha fatto notizia per la gravità delle ferite del giovane fan, ma non è stato unico. Ogni anno, circa 1.700 fan vengono feriti da palle fallate e mazze rotte durante le partite di baseball, e questa bambina è stata almeno la terza persona ad essere ferita allo Yankee Stadium. L'incidente ha rinnovato le richieste agli stadi di estendere la loro rete di protezione. Le squadre stanno iniziando a farlo, una mossa intelligente che inevitabilmente ispirerà un contraccolpo. Prima di arrivarci, è utile capire cosa significa essere colpiti da una palla da baseball.

Cosa succede esattamente quando un proiettile di cuoio vola via da una mazza e ti colpisce in faccia? Perché questi oggetti sono così pericolosi e cosa stanno facendo alle migliaia di persone che colpiscono? Queste non sono domande ineffabili o addirittura confuse. Ci sono risposte.

Primo, un po' di fisica

Le palle da baseball della Major League hanno una massa media di 0,32 libbre (o 0,1451496 kg), Meccanica popolare ci assicura, e lascia la mazza a 110 MPH (o 49,17 m/s). Che tu ci creda o no, queste sono tutte le informazioni di cui abbiamo bisogno per stimare l'energia cinetica di una palla da baseball mentre si sposta verso la tua faccia ignara. L'energia cinetica, come ricorderete dalle lezioni di fisica del liceo, è pari a ½ della massa dell'oggetto, moltiplicata per la sua velocità (per i nostri scopi, possiamo usare il peso della palla come massa e la velocità della palla come velocità). Questo ci dà circa 175 joule di energia cinetica, o circa la stessa di una Fiat 500 che viaggia a un miglio all'ora.

La prima legge del moto di Newton ci dice che, perché un oggetto come una palla da baseball (o una Fiat, o un proiettile) si fermi, deve cedere tutta la sua energia a un altro oggetto. In altre parole, se una palla urla da una mazza, ti colpisce in faccia e si ferma, la tua faccia ha appena assorbito 175 joule di energia.

Ora, essere falciati da una Fiat a un miglio all'ora può essere umiliante, ma non suona così male. Ciò che rende molto più traumatico essere colpiti in faccia da una palla da baseball è che l'area di contatto - la tua faccia - è piccola, e così anche la palla da baseball. Ciò significa che, quando prendi un line drive in faccia, tutti i 175 joule di energia vengono assorbiti in un unico punto a forma di palla. In un certo senso questo può essere ancora più traumatico dell'essere investiti da un'auto, perché gran parte del tuo corpo assorbe una collisione veicolare. Qui, non c'è nient'altro che la tua faccia a sopportarne il peso.

Gli stessi principi spiegano perché i proiettili sono così bravi a uccidere. Sono piccoli e leggeri, ma si muovono a una velocità incredibile e costringono una piccola area di tessuto ad assorbire tutta la loro energia.

il ragazzo viene colpito dal baseball

Perché davvero non vuoi essere colpito in faccia?

Tutto quanto sopra si applica ogni volta che vieni colpito da una palla da baseball. Ma quando vieni colpito in faccia, come quella ragazzina allo Yankee Stadium, gli effetti negativi si moltiplicano. Prima di tutto, la tua faccia è piena di ciò che è noto come tessuto solido denso - c'è un sacco di ossa nella tua faccia e non un sacco di organi densi d'acqua (fegato, muscoli) o organi d'aria (polmoni, intestino). Questa è una brutta notizia quando una palla da baseball colpisce (o fallisce, per così dire) perché più denso è un tessuto, maggiore è il numero di particelle colpite da un oggetto in movimento e maggiore è la quantità di energia scambiata. E c'è anche la questione della distanza di arresto - dal momento che il tessuto del tuo viso è denso, non c'è quasi nessun "dare". La palla si ferma immediatamente. La differenza di danni è simile alla differenza tra sbattere la macchina contro una montagna di cuscini e un muro di mattoni. Con il muro di mattoni, la tua auto scarica tutta la sua energia in una volta. Con i cuscini, lo scarica a poco a poco.

Inoltre, il tuo viso si trova proprio di fronte a un organo piuttosto importante: il tuo cervello. Quando qualcosa colpisce il tuo viso, l'osso del tuo viso si comprime, ed è qui che entrano in gioco i lividi e le fratture. Ma poi, dopo che il cranio smette di muoversi in risposta all'energia della palla, il cervello continua a muoversi nella stessa direzione e si comprime contro il cranio. Ad alte velocità, come negli incidenti stradali, ciò può causare l'allungamento del tessuto cerebrale e dei vasi sanguigni o addirittura l'emorragia.

Quindi, quando una palla da baseball ti colpisce in faccia, l'infortunio inizia come un semplice schiaffo all'osso facciale, ma può rapidamente evolvere in un vero e proprio trauma cerebrale. E non è l'unica complicazione.

Che tipo di lesioni stanno vedendo i medici?

La tua faccia non è solo uno scudo davanti al tuo cervello, né è un semplice muro di mattoni che assorbe joule di energia fuori posto. È anche il luogo in cui tieni gli occhi, i seni paranasali e la bocca. Il Accademia americana di otorinolaringoiatria dice che, quando una palla colpisce la parte superiore del viso, può fratturare le delicate ossa intorno ai seni e alle orbite, a volte con conseguente perdita della vista. Quando la palla colpisce la parte inferiore del viso, potrebbe cambiare la posizione della mascella o romperti i denti. Le lesioni nasali possono essere tra le più gravi, soprattutto se comportano difficoltà respiratorie.

Quindi, come possiamo sperare di proteggere noi stessi e i nostri figli? Il primo passo è richiedere standard di sicurezza più elevati negli stadi di baseball o, per lo meno, scegliere un posto dietro la rete di protezione. Quando la tragedia colpisce, tuttavia, la cosa più importante è cercare cure mediche immediate, scrive l'AAO. "Quando si verifica un incidente, è la tua risposta che può fare la differenza tra un inconveniente temporaneo e un infortunio permanente".

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