Fysikken ved å bli truffet i ansiktet av en baseball

En pjokk ble kjørt til sykehuset i forrige uke etter at en stygg ball traff ansiktet hennes på Yankee Stadium. Hendelsen skapte overskrifter på grunn av alvorlighetsgraden av den unge fanens skader, men var ikke unik. Hvert år blir omtrent 1700 fans skadet av feilballer og knuste balltre ved baseballkamper, og denne lille jenta var minst den tredje personen som ble skadet på Yankee Stadium. Hendelsen har fornyet oppfordringer til stadioner om å utvide deres beskyttende nett. Lagene begynner å gjøre det, et smart trekk som uunngåelig vil inspirere til tilbakeslag. Før vi kommer dit, er det nyttig å forstå hva det vil si å bli truffet av en baseball.

Hva skjer egentlig når en skinnkule flyr av et flaggermus og inn i ansiktet ditt? Hvorfor er disse gjenstandene så farlige, og hva gjør de med de tusenvis av menneskene de påvirker? Dette er ikke ubeskrivelige eller til og med forvirrende spørsmål. Det finnes svar.

Først litt fysikk

Major League-baseballer har en gjennomsnittlig masse på 0,32 lbs (eller 0,1451496 kg),

Populær mekanikk forsikrer oss, og la flaggermusen stå på 110 MPH (eller 49,17 m/s). Tro det eller ei, det er omtrent all informasjonen vi trenger for å estimere den kinetiske energien til en baseball når den bryr seg mot ditt intetanende ansikt. Kinetisk energi, husker du kanskje fra fysikktimen på videregående skole, er lik ½ av massen til objektet, multiplisert med dens hastighet (for våre formål kan vi bruke vekten av ballen som masse og hastigheten til ballen som hastighet). Det gir oss omtrent 175 joule kinetisk energi, eller omtrent det samme som en Fiat 500 som reiser med én mil i timen.

Newtons første bevegelseslov forteller oss at for at en gjenstand som en baseball (eller en Fiat eller en kule) skal stoppe, må den gi opp all energien sin til en annen gjenstand. Med andre ord, hvis en ball skriker av et balltre, treffer deg i ansiktet og stopper, absorberte ansiktet ditt akkurat 175 joule energi.

Nå kan det være ydmykende å bli klippet ned med en Fiat på én mil i timen, men det høres ikke så ille ut. Det som gjør å bli truffet i ansiktet av en baseball så mye mer traumatisk, er at kontaktområdet – ansiktet ditt – er lite, og det samme er baseballen. Dette betyr at når du tar en line-drive i ansiktet, blir alle 175 joule med energi absorbert i et enkelt, kuleformet sted. På noen måter kan dette være enda mer traumatisk enn å bli påkjørt av en bil, fordi en stor del av kroppen din absorberer en kjøretøykollisjon. Her er det ingenting annet enn ansiktet ditt som bærer byrden av det.

De samme prinsippene forklarer hvorfor kuler er så gode til å drepe. De er små og lette, men de beveger seg med utrolig hastighet og tvinger ett lite vevsområde til å absorbere all energien deres.

gutten blir truffet av baseball

Hvorfor du virkelig ikke vil bli truffet i ansiktet

Alt det ovennevnte gjelder når du blir truffet av en baseball. Men når du blir slått i ansiktet, som den lille jenta på Yankee Stadium, blir de negative effektene mangedoblet. Først av alt er ansiktet ditt fullt av det som kalles fast tett vev - det er mye bein i ansiktet ditt, og ikke en hel masse vanntette organer (lever, muskler) eller lufttette organer (lunger, tarmer). Det er dårlige nyheter når en baseball slår (eller så å si feil) fordi jo tettere et vev er, desto større antall partikler som blir truffet av et objekt i bevegelse, og jo større mengde energi som utveksles. Og det er også spørsmålet om stoppdistanse - siden vevet i ansiktet ditt er tett, er det nesten ingen "gi". Ballen stopper umiddelbart. Forskjellen i skade er beslektet med forskjellen mellom å ramle bilen inn i et fjell av puter og en murvegg. Med murveggen slipper bilen din ut all energi på en gang. Med putene tømmer den det ut bit for bit.

Også ansiktet ditt sitter rett foran et ganske viktig organ - hjernen din. Når noe treffer ansiktet ditt, komprimeres beinet i ansiktet ditt, og det er der blåmerkene og bruddene kommer inn. Men så, etter at hodeskallen slutter å bevege seg som svar på ballens energi, fortsetter hjernen å bevege seg i samme retning og komprimeres mot hodeskallen. Ved høye hastigheter, som ved bilulykker, kan dette føre til at hjernevevet og blodårene strekker seg eller til og med får blødninger.

Så når en baseball treffer deg i ansiktet, starter skaden som et enkelt smell i ansiktsbenet ditt, men kan raskt utvikle seg til direkte hjernetraumer. Og det er ikke den eneste komplikasjonen.

Hva slags skader leger ser

Ansiktet ditt er ikke bare et skjold foran hjernen din, og det er heller ikke bare en murvegg som absorberer joule av feilplassert homerun-energi. Det er også der du holder øynene, bihulene og munnen. De American Academy of Otolaryngology sier at når en ball treffer ansiktet ditt, kan den knekke de ømfintlige beinene rundt bihulene og øyehulene, noe som noen ganger resulterer i synstap. Når ballen treffer det nedre ansiktet ditt, kan det endre hvordan kjeven din er plassert eller knekke tennene. Neseskader kan være blant de alvorligste, spesielt hvis de resulterer i pustevansker.

Så hvordan kan vi håpe å beskytte oss selv og barna våre? Trinn én krever høyere sikkerhetsstandarder på baseballstadioner eller i det minste å velge et sete bak beskyttende nett. Når tragedien rammer, er det viktigste å søke øyeblikkelig legehjelp, skriver AAO. "Når en ulykke skjer, er det din reaksjon som kan utgjøre forskjellen mellom en midlertidig ulempe og permanent skade."

Den ultimate Pull-Up Bar-treningen (ingen pull-ups nødvendig)Miscellanea

La oss være ærlige med oss ​​selv: Utstyr er egentlig aldri barrieren for å komme i form. Du kan komme i veldig grei form ved å gjøre det kroppsvektsøkter. Du kan gå ned i vekt med et par sko og en...

Les mer

83 % av tusenårene vil ha studielån tilgitt, sier meningsmålingenMiscellanea

Dessverre har det ikke vært mange oppdateringer på Biden-administrasjonens plan om å tilgi mye føderale studielån – selv om han har tatt spesifikke handlinger for de som har vært, for eksempel, svi...

Les mer

'Toys R Us' gjenåpner butikker i Macys-butikker over hele Amerika: Hva du bør viteMiscellanea

Det ser ut som vi tar en tur tilbake til tidlig på 90-tallet, og det er vi helt OK med! En ikonisk butikk som har mange barndomsminner i årtusener, gjør comeback i år, akkurat i tide til høytiden. ...

Les mer