野球のボールの加速度の求め方について

実際の現実の世界で、
例えば球（１００ｇ）を最高速度１００Km/ｈで真横に回転なしで投げたとします。

初速は０で、空気抵抗を受けながら１００Km/ｈに達してその後減速していずれ０Km/ｈになると思います。

他に、テニスやゴルフでも加速度を計算したいのですが、上記の条件だけで加速度は計算できるものでしょうか？

No.7 回答者： isoworld 回答日時： 2016/08/25 16:57

質問に曖昧な点があります。

「初速は０」ということは、ピッチャーが球を投げる前の状態を言っているのでしょうか？　ピッチャーが球を投げた瞬間は「初速が１００Km/ｈ」というのがフツーのセンスだと思いますが。
その後は重力の加速度と空気抵抗を受け、水平に投げたつもりでも球は下のほうを向いてきます。空気抵抗を考慮に入れるのなら、空気の球に対する抵抗係数を明らかにしておかないと計算できません。無風と考えて宜しいのでしょうか？　風速も影響します。

No.6 回答者： yhr2 回答日時： 2016/08/25 09:14

ピッチャーが振りかぶって、テイクバックしながら足を踏み出し、その足を軸に体全体と腕の回転運動でボールを加速させ、体の前でリリースする、という動作の中での「加速」ということですね？

　この間、おそらく１秒程度。
　１秒で、0 km/h (=0 m/s) から 100 km/h (≒ 28 m/s) に加速するので、平均の加速度は
　　28 m/s²
です。
　重力加速度が 9.8 m/s² ですから、「約 3G 」ということです。

　ゴルフやテニス、野球でもバットでボールを打つ場合には、極めて短い時間に加速されますので、加速度というより「力積」という概念で取り扱われると思います。
　（力積）＝（力）×（持続時間）＝（衝撃力）×（衝撃の加わる時間）＝（運動量の変化）

　なお、ボールをリリースした後は、水平方向へは基本的には「等速運動」です。現実には、空気の抵抗で少しずつ減速します。上下方向は、下方向に「重力」がかかりますので、ボールの弾道が低くなって地面に衝突（バウンド）します。バウンドしたときの地面との摩擦力で、空気中を飛ぶより減速が大きくなり、やがて転がって停止します。

No.5 回答者： t_fumiaki 回答日時： 2016/08/25 08:50

速度を水平方向、垂直方向へ分解した時、球に推進装置が無い限り、水平方向へは絶対に加速しない。

初速0なら0のまま。
初速100km/hなら、抵抗を受けて減速するのみ。これも加速度だが条件が無いと計算不能。

垂直方向は重力が働くから地球中心方向へ9.8m/s²の加速度。
抵抗を受けるので、徐々に少なくなる。

No.4 回答者： 銀鱗 回答日時： 2016/08/25 08:42

＞初速は０で、空気抵抗を受けながら１００Km/ｈに達してその後減速していずれ０Km/ｈになると思います。

ええと、それ、過程からして間違ってます。
初速ゼロが100km/hに加速する過程の説明がない。それにその過程での空気抵抗なんて関係ない。
最終的には重力に引かれて落下。
これを考慮しなければならないのですが、そういった問題をすべて察しろというのは酷です。

そしてボールに掛かる空気抵抗は計算では求められません。
そもそも空気抵抗を求めるための条件が指定されていないのです。
ならば実験的に求めるしかない。

No.3 回答者： papabeatles 回答日時： 2016/08/25 08:00

ボールがピッチャーの手を離れるまでの時間を計って。

初速を計算したら、手を離れる瞬間の加速度が計算できると思います。
ｇｔ＾２＝S
です。
マイナスの加速度はピッチャーの手をはれた瞬間の速さとバッターに届く得の速度を測れば分かります。

No.2 回答者： oo14 回答日時： 2016/08/25 07:56

0-１００Km/ｈの距離がわからないとどうにもなりません。

その時間を等加速度運動とすると簡単でしょうが
ここでも仮定が必要です。
画像解析で軌跡をもとめるか、いっそのこと
加速度計とテレメータをボールに組み込むのが現実的かも知れません。

No.1 回答者： nitto3 回答日時： 2016/08/25 07:50

あり得ない設定だから計算などできっこない。

初速０ってことは下に落ちるだけ、落ちる加速度は引力できまる。