如何建造一个测量快速球的弹道箱

大约 300 年前，英国科学家本杰明·罗宾斯（Benjamin Robins）决定测量子弹的速度，这项任务促使他发明了弹道摆。这种装置可以追踪射弹的动量，让用户能够计算其速度和能量。虽然测速仪后来取代了这种方法，但弹道摆有一个巨大的优势：它依赖于非常简单的数学。

基本上，用户将射弹——在罗宾斯那个时代是炮弹或火枪弹——射向摆锤。射弹速度越快，摆锤摆动的距离就越远，后面跟着拉动的测量带。罗宾斯确定，摆锤摆动的距离，加上其自身重量和射弹的重量，可以用来计算射弹的速度。子弹的速度我并不感兴趣，但弹道摆可以测量任何物体的速度——包括棒球。棒球赛季正如火如荼地进行，我开始动手做一个。

为了建造框架，我使用了夹板加固的实木。一个铺有揉皱报纸的塑料牛奶箱充当了弹道摆的基座。我将箱子的顶部固定在一个铝条上，然后将其连接到一个木销上。木销穿过框架顶部的孔，以便像烤肉叉一样自由旋转。最后，我将卷尺固定在箱子底部，并将其穿过框架中间的插槽。插槽提供的摩擦力刚好足以防止卷尺在摆锤达到最大摆动幅度后滑动，从而记录测量值。这个项目花了我大约半天时间，花费不到 50 美元。

105.1：2010 年由阿罗迪斯·查普曼投出的最快球速，单位：英里/小时

为了测量我的快速球，我只需将球投向牛奶箱。箱子会向上摆动，卷尺就会显示出摆锤摆动弧线的距离。使用罗宾斯的原有公式，我就可以计算出我的投球速度。这比使用测速仪或雷达枪要困难——而且更有成就感。

如何制作弹道摆

锯子、钻头和几个扳手是制作弹道摆所需的全部车间工具。

框架材料

8 个 2.5 英寸马车螺栓
4 根横梁（2" x 4" x 18" 实木）
1 根顶盖（2" x 4" x 21" 实木）
1 根直径 3/4 英寸、长度 24 英寸的木销
2 根立柱（2" x 4" x 64" 实木）
2 块夹板（12" x 12" x 7/16" 胶合板）
2 根滑轨（2" x 2" x 48" 实木）

首先，您必须使用实木和胶合板角撑板组装框架。请参阅材料清单和图示进行施工。

Frame Assembly Drawing — William Gurstelle

弹道摆材料

1 个弹道摆（14 英寸的牛奶箱效果很好）
1 根摆锤绳（1" x 3" x 26" 实木）
1 个绳索连接件（1" x 3" x 7" 实木）
3 颗绳索至连接件螺钉（2 英寸 #10 螺钉）
4 颗绳索连接件至箱体螺栓（1.5 英寸 #10 螺栓）
2 颗绳索至枢轴螺栓（2 英寸 #10 螺栓）
用于缓冲的海绵或报纸

对于弹道摆，请在塑料牛奶箱内铺上缓冲材料。然后，按照弹道摆组装图，使用一块木块来分散连接区域，将牛奶箱固定在铝条上。用几个 #10 螺栓将铝条的另一端固定到一个可旋转的木销上。

Pendulum Assembly Drawing — William Gurstelle

将木销插入框架，并确保弹道摆在框架内无障碍地摆动。

当您将棒球投向牛奶箱时（确保球撞击内部缓冲垫），箱子会向上摆动，连接的卷尺会记录下摆动的距离。我使用了罗宾斯的原有公式，根据这个距离计算投球速度。表格假定您将一个 5 盎司的棒球投向上述描述的弹道摆，该弹道摆重 64 盎司，悬挂在 32 英寸的弧线上。

卷尺距离（英寸）	棒球速度（英里/小时）
6	16.0
7	18.6
8	21.3
9	23.9
10	26.6
11	29.2
12	31.8
13	34.4
14	37.1
15	39.7
16	42.2
17	44.8
18	47.4
19	49.9
20	52.5
21	55.0
22	57.5
24	62.5
25	65.0
26	67.5
27	69.9
28	72.3
29	74.8
30	77.1
31	79.5
32	81.9
33	84.2
34	86.5
35	88.8
36	91.1
37	93.3
38	95.5
39	97.7
40	99.9