棒球场又被称为钻石球场,baseball diamond,因为它的扇形形状像一颗钻石。
不过棒球场扇形的圆心并不像大多数人想象的那样设置在本垒板。内野扇形圆心位置其实是在投手板;外野扇形的圆心位置就比较隐蔽了,需要我们来一段棒球场寻宝之旅。
按照大联盟棒球场尺寸的定义,我们可以知道以下基本规定:
- 垒间距90英尺。
- 本垒板尖到外场标志杆最短320英尺。
- 本垒板尖到中外最远处最短400英尺。
- 投手距离60.5英尺。
- 内野边界草沿是以投手板前沿中心为圆心半径95英尺的圆弧。
事实上大联盟每个球场的外场墙都不相同,大都依据实际建筑空间由折线构成,很少有完美的弧线。
如果土地空间足够,本垒打线的弧线如何绘制呢?
国内很多球场尺寸说明都是将圆心放在二垒(的中心),以二垒和边线顶端的连线构成本垒打线圆弧。
这样的本垒打线能达到大联盟的要求吗?我们一起来验算一下吧。
为了便于描述,定义棒球场以下的点如图:
- H:本垒板尖
- P:投手板中点
- A:一垒外角
- B:二垒中心
- C:三垒外角
- R:右标志杆
- L:左标志杆
- F:HB连线和外场交点
现在算一下BR。在直角三角形BAR中根据勾股定理可得:
所以,
这种方案下本垒板尖到中外野墙最远处距离为:
所以如果以二垒中心为圆心设置本垒打墙,中外野墙比标准近了25.8英尺。看来要满足大联盟最近400英尺的要求,我们还要向外再找圆心。
既然L、F是圆弧上的两点,它们的连线的垂直平分线和球场对称轴线HBF的交点O就是圆心。示意图如下。
为了定位O,我们要计算FO的长度,可以把它放到直角三角形OEF中计算。
为了更好地利用已知尺寸,我们从L向中轴线做垂线,得到直角三角形LKF。
LKF和OEF两个直角三角形有一个锐角重合,则它们就是相似三角形,可以得到比例关系:
等式两边分别是斜边的比和不重合的两个角所对的边的比。FO就可以求出来。
其中:
代入前式可得:
我们看到:
也就是说本垒打线弧线的圆心要比内野草沿再远10.3英尺,是完全落在外野区的。
要比二垒远上38.5英尺呢。
我们终于发现,棒球场不是扇形的,只是在球场中偷偷藏了两个扇形。它们圆心的定位,你学废了吗?