ฟิสิกส์ของการโดนลูกเบสบอล

เด็กวัยหัดเดินถูกนำตัวส่งโรงพยาบาลเมื่อสัปดาห์ที่แล้วหลังจากลูกเหม็นกระแทกหน้าเธอที่สนามกีฬาแยงกี เหตุการณ์ดังกล่าวกลายเป็นข่าวพาดหัวเนื่องจากความรุนแรงของอาการบาดเจ็บของแฟนหนุ่ม แต่ก็ไม่ใช่เรื่องพิเศษ ในแต่ละปี แฟนบอลประมาณ 1,700 คนได้รับบาดเจ็บจากลูกเหม็นและไม้ตีแตกในการแข่งขันเบสบอล และเด็กหญิงตัวน้อยคนนี้ก็เป็นบุคคลที่สามอย่างน้อยที่ได้รับบาดเจ็บที่สนามกีฬาแยงกี เหตุการณ์ดังกล่าวได้เรียกร้องให้มีการขยายสนามกีฬาอีกครั้ง ตาข่ายป้องกัน. ทีมงานเริ่มทำเช่นนั้น เป็นการเคลื่อนไหวที่ชาญฉลาดที่จะจุดประกายให้เกิดการฟันเฟืองอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ก่อนที่เราจะไปถึงที่นั่น คุณควรทำความเข้าใจว่าการถูกลูกเบสบอลตีหมายความว่าอย่างไร

จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อกระสุนหนังพุ่งจากค้างคาวมาใส่หน้าคุณ? เหตุใดวัตถุเหล่านี้จึงเป็นอันตราย และพวกเขาทำอะไรกับคนหลายพันคนที่พวกมันส่งผลกระทบ? สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่คำถามที่อธิบายไม่ได้หรือกระทั่งสร้างความสับสน มีคำตอบ.

ประการแรก ฟิสิกส์บางอย่าง

เบสบอลเมเจอร์ลีกมีน้ำหนักเฉลี่ย 0.32 ปอนด์ (หรือ 0.1451496 กก.) กลศาสตร์ยอดนิยม มั่นใจเราและปล่อยค้างคาวไว้ที่ 110 MPH (หรือ 49.17 m/s) เชื่อหรือไม่ นั่นคือข้อมูลทั้งหมดที่เราต้องการเพื่อประเมินพลังงานจลน์ของลูกเบสบอลเมื่อคำนึงถึงใบหน้าที่ไม่สงสัยของคุณ พลังงานจลน์ คุณอาจจำได้จากวิชาฟิสิกส์ระดับมัธยมปลาย เท่ากับ ½ ของมวลของวัตถุ คูณด้วย ความเร็วของมัน (สำหรับจุดประสงค์ของเรา เราสามารถใช้น้ำหนักของลูกบอลเป็นมวล และความเร็วของลูกบอลเป็น ความเร็ว). นั่นทำให้เรามีพลังงานจลน์ประมาณ 175 จูล หรือเท่ากับ Fiat 500 ที่เดินทางด้วยความเร็ว 1 ไมล์ต่อชั่วโมง

กฎการเคลื่อนที่ข้อที่หนึ่งของนิวตัน บอกเราว่าสำหรับวัตถุอย่างลูกเบสบอล (หรือ Fiat หรือกระสุน) จะหยุดลง วัตถุนั้นต้องยอมสละพลังงานทั้งหมดไปยังวัตถุอื่น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ถ้าลูกบอลส่งเสียงตีไม้ตี กระทบหน้าคุณ และหยุด ใบหน้าของคุณก็จะดูดซับพลังงานไป 175 จูล

ตอนนี้การถูก Fiat ที่วิ่งด้วยความเร็ว 1 ไมล์ต่อชั่วโมงอาจดูน่าอับอาย แต่ก็ไม่ได้ฟังดูแย่นัก สิ่งที่ทำให้การโดนลูกเบสบอลกระทบหน้ามากคือพื้นที่สัมผัส — ใบหน้าของคุณ — เล็ก และเบสบอลก็เช่นกัน ซึ่งหมายความว่าเมื่อคุณใช้ไดรฟ์ไลน์ที่ใบหน้า พลังงานทั้งหมด 175 จูลจะถูกดูดซับให้เป็นจุดเดียวที่มีรูปร่างเหมือนลูกบอล ในบางวิธี การทำเช่นนี้อาจสร้างบาดแผลได้มากกว่าการถูกรถชน เนื่องจากส่วนใหญ่ของร่างกายของคุณดูดซับการชนของยานพาหนะ ที่นี่ไม่มีอะไรนอกจากใบหน้าของคุณที่จะแบกรับความรุนแรงของมัน

หลักการเดียวกันนี้อธิบายได้ว่าทำไมกระสุนจึงเก่งในการฆ่า พวกมันมีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา แต่พวกมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เหลือเชื่อ และบังคับให้เนื้อเยื่อเล็กๆ หนึ่งส่วนดูดซับพลังงานทั้งหมดของมัน

ทำไมคุณถึงไม่อยากโดนตบหน้า

จากทั้งหมดที่กล่าวมานี้มีผลทุกครั้งที่คุณโดนลูกเบสบอล แต่เมื่อคุณโดนตบหน้า อย่างเด็กผู้หญิงคนนั้นใน Yankee Stadium ผลกระทบด้านลบก็ทวีคูณ ก่อนอื่นใบหน้าของคุณเต็มไปด้วยสิ่งที่เรียกว่า เนื้อเยื่อหนาทึบ — ใบหน้าของคุณเต็มไปด้วยกระดูก และอวัยวะที่มีน้ำหนาแน่น (ตับ กล้ามเนื้อ) หรืออวัยวะที่มีอากาศหนาแน่น (ปอด ลำไส้) ไม่มากนัก นั่นเป็นข่าวร้ายเมื่อลูกเบสบอลนัดหยุดงาน (หรือฟาล์วอย่างที่เคยเป็น) เนื่องจากยิ่งเนื้อเยื่อมีความหนาแน่นมากเท่าใด จำนวนอนุภาคที่กระทบโดยวัตถุที่เคลื่อนไหวก็จะยิ่งมากขึ้น และการแลกเปลี่ยนพลังงานในปริมาณที่มากขึ้น และยังมี เรื่องของระยะหยุด — เนื่องจากเนื้อเยื่อบนใบหน้าของคุณมีความหนาแน่น จึงแทบไม่มีการ “ให้” บอลหยุดทันที ความแตกต่างของความเสียหายนั้นคล้ายกับความแตกต่างระหว่างการชนรถของคุณให้เป็นภูเขาหมอนและกำแพงอิฐ ด้วยกำแพงอิฐ รถของคุณจะปล่อยพลังงานทั้งหมดออกมาในคราวเดียว กับหมอนก็ปล่อยมันทีละนิด

นอกจากนี้ ใบหน้าของคุณยังตั้งอยู่ตรงหน้าอวัยวะที่สำคัญ ซึ่งก็คือสมองของคุณ เมื่อมีอะไรมากระทบใบหน้าของคุณ กระดูกบนใบหน้าของคุณจะกดทับ และนั่นคือที่ที่รอยฟกช้ำและกระดูกหักเข้ามา แต่หลังจากนั้น หลังจากที่กะโหลกหยุดเคลื่อนไหวเพื่อตอบสนองต่อพลังงานของลูกบอล สมองยังคงเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันและกดทับกะโหลก ที่ความเร็วสูง เช่นเดียวกับการชนของรถ อาจทำให้เนื้อเยื่อสมองและหลอดเลือดยืดตัวหรือตกเลือดได้

ดังนั้นเมื่อเบสบอลกระทบหน้าคุณ อาการบาดเจ็บจะเริ่มจากการตีง่ายๆ ที่กระดูกใบหน้าของคุณ แต่สามารถพัฒนาไปสู่การบาดเจ็บที่สมองได้อย่างรวดเร็ว และนั่นไม่ใช่ภาวะแทรกซ้อนเพียงอย่างเดียว

แพทย์ได้รับบาดเจ็บประเภทใด

ใบหน้าของคุณไม่ได้เป็นเพียงเกราะป้องกันหน้าสมองของคุณ และไม่ใช่เพียงกำแพงอิฐที่ดูดซับจูลของพลังงานโฮมรันที่ใส่ผิดที่ นอกจากนี้ยังเป็นที่ที่คุณรักษาตา ไซนัส และปากของคุณ NS American Academy of โสตศอนาสิกวิทยา กล่าวว่าเมื่อลูกบอลกระทบใบหน้าส่วนบนของคุณ กระดูกที่บอบบางรอบไซนัสและเบ้าตาอาจหักได้ ซึ่งบางครั้งส่งผลให้สูญเสียการมองเห็น เมื่อลูกบอลกระทบใบหน้าส่วนล่างของคุณ อาจเปลี่ยนตำแหน่งของกรามหรือฟันหักได้ การบาดเจ็บที่จมูกอาจเป็นอาการที่ร้ายแรงที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากทำให้หายใจลำบาก

แล้วเราจะหวังที่จะปกป้องตนเองและลูกหลานของเราได้อย่างไร? ขั้นตอนที่หนึ่งต้องการมาตรฐานความปลอดภัยที่สูงขึ้นในสนามเบสบอล หรืออย่างน้อยที่สุด การเลือกที่นั่งด้านหลังตาข่ายป้องกัน เมื่อโศกนาฏกรรมเกิดขึ้น สิ่งที่สำคัญที่สุดคือแสวงหาการรักษาพยาบาลทันที AAO เขียน “เมื่อเกิดอุบัติเหตุ การตอบสนองของคุณสามารถสร้างความแตกต่างระหว่างความไม่สะดวกชั่วคราวและการบาดเจ็บถาวร”