탁구인의 필수 지식 ㅡ 마그누스 효과

[석평]

탁구인의 필수 지식 ㅡ 마그누스 효과

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"왜 야구공에는 108개의 실밥이 있는 것일까?"

"골프공에 있는 수백개의 딤플(보조개)의 비밀"

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지난 글에서 탁구의 매력으로
최고의 회전 스포츠임을 꼽았고
회전을 통해 놀라운 궤적이 만들어지는 마법, 기적을 이야기 하였습니다.
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자, 이제 우리는 이러한 놀라운 궤적을 이뤄내는 원리,
곧 마그누스 효과에 대해 살펴볼까요?
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물리학이라면 저도 골치아프지만
이것은 탁구의 특성을 이해하는데 큰 도움이 되고
나아가 자신의 실력을 확실히 한 단계 "업그레이드" 하게 해 줄 것입니다.

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회전하는 공이 휘어지는 것은 '마그누스 효과' 때문입니다.
공기나 물과 같은 유체 속에서 회전하면서 지나가는 물체는
압력이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 힘을 받아
경로가 휘어지는 것이 마그누스 효과입니다.

야구공을 위의 그림처럼 시계반대 방향으로 회전을 주어 던지면
공의 오른쪽은 공기의 흐름과 반대가 되고
왼쪽은 공기의 흐름과 같은 방향이 됩니다.
즉, 오른쪽 공기의 속도는 느려져 공기의 압력이 커지고,
왼쪽은 공기의 흐름과 방향이 같아 공기의 속도가 빨라지고 압력이 낮아집니다.
그래서 공은 압력이 높은 오른쪽에서 압력이 작은 왼쪽으로
밀리는 힘을 받게 됩니다.
따라서 공의 경로는 오른쪽에서 왼쪽으로 휘어지게 됩니다.
이것이 마그누스 효과입니다.



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"왜 야구공에는 108개의 실밥이 있는 것일까?"
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대개는 답하기를 '투수가 손에 쥐고 던지기 좋게 하기 위함이 아니냐'
맞습니다. 하지만 그 이상의 과학이 담겨 있습니다.


첫 번째는 구속과 관련이 있습니다!
실밥이 없으면 시속 130km를 넘기기 힘들다는데요.

오잉?
실밥이 있으면 오히려 공기저항을 많이 받아
느려질 것 같은데 왜 그런 것일까요?

만약 실밥이 없으면 공 정면의 공기 저항은 줄어들지만,
공의 후방에 공기의 소용돌이가 일어나는데
소용돌이로 인해 공을 뒤쪽으로 잡아끄는 효과가 발생해
저항이 커져 구속이 떨어지게 됩니다.

그러나 오히려 실밥이 있다면
실밥으로 인해 공의 후부의 저항이 줄고 추진력을 얻어
투수는 시속 150km의 공을 던질 수 있게 되었고
타자는 더 많은 홈런을 칠 수 있게 된 것입니다.
실밥이 없다면 공이 90m 이상 날아갈 수 없기 때문에, 시원한 홈런은 구경할 수 없겠죠.


두 번째 실밥의 역할로는 공의 궤적 변화에 있습니다.

실밥으로 인해 문턱에 발이 걸리듯
실밥에 공기가 걸리게 됩니다.
따라서 투수가 공을 던질 때
실밥을 어떻게 잡느냐에 따라
각기 다른 방식으로 회전을 하게 되고
공이 날아가면서 마그누스 힘을 받아
궤적이 변하게 되면서 변화구가 되는 것입니다.




"골프공에 있는 수백개의 딤플(보조개)의 비밀"

드라이버샷을 할 때 골프공의 약간 아래쪽을 맞추게 되면
공은 역회전을 하며 날아갑니다.
이 때 마그누스 힘은 위로 주어지게 됨으로 공은 더욱 높이 떠오르게 됩니다.
딤플은 마그누스 효과를 더욱 크게 해 주고
또한 항력을 줄여 주어 비거리를 늘려 줍니다.
딤플이 있는 공과 없는 공의 비거리가 두배나 차이가 난다고 하니
놀라운 일이 아닐 수 없습니다.



구기 종목 중 주로 공의 회전을 이용하는 것은 야구, 볼링, 탁구, 골프, 축구입니다.
야구나 볼링은 공을 던지거나 굴릴 때 손가락으로 회전을 주고
탁구와 골프는 각각 라켓과 클럽(골프채)이라는 도구를 이용하여 회전을 주고
축구는 발로 회전을 줍니다.
따라서 공의 표면은 회전을 더욱 효율적으로 줄 수 있도록 특별한 장치가 마련되어 있습니다.
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야구는 108개의 실밥이 튀어나와 있어 투수가 손가락으로 공을 쥘 때 실밥을 이용하면 더 빠른 회전을 줄 수 있습니다.
볼링공은 손가락을 끼울 수 잇는 구멍이 있어 손가락과 손목으로 회전을 줄 수 있습니다.
또 골프공은 올록볼록한 딤플이 있고 클럽의 표면이 매끄럽지 않고 줄이 나 있어
공과 클럽 헤드의 마찰력을 더 크게 하여 회전을 줄 수 있습니다.
탁구의 경우는 공은 매끄럽지만, 라켓에 고무 패드로 마찰력을 크게 하여 회전을 더 줄 수 있습니다.



탁구에서는 공의 질량과 밀도가 낮기 때문에 마그누스 효과가 쉽게 발생합니다.
제가 이 원리를 몰랐을 때는 드라이브를 걸 때 스윙 궤적이 호선(포물선) 형태였습니다.
나의 스윙 궤적이 호선일 때 공도 포물선을 그리는 것으로 생각한 것이지요.
결과로 저의 드라이브는 얇게 채고 공의 파워가 없었어요.
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그러던 어느 날 어떤 관장님이 마그누스 효과를 얘기하시면서
회전을 주면 공은 자연히 포물선을 그리는 것임을 알게 해 주셨지요.
유레카! ! (알아냈다! - 아르키메데스의 외침)
그 때 저는 깊은 '빡침'이랄까,
회전에 따른 궤적의 변화, 회전과 낙차에 대해 깨닫게 되었습니다.
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당장 굳어진 습관을 바꾸기는 어려웠지만
원리를 이해하게 됨으로
공을 어떻게 타격해야 할지 개념이 잡히게 됨으로
스윙 궤적을 호선 형태가 아니라 사선 형태로 바꾸려
노력함에 따라
조금씩 공에 파워가 실리게 되었습니다.
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더하여 팔로만 하는 스윙이 아니라
몸과 팔, 그리고 손목을 다 함께 이용하여 스윙을 할 때
더욱 회전을 잘 줄 수 있다는 것도 알게 되었지요.

[꼭붙을거야]

최고의 회전 스포츠라고 하기에 최근의 abs공들은 회전 자체가 거의 없어져 버렸지요 최근 구입한 abs공들은 무회전(너클) 그 자체인데다가 비거리도 짧아 탁구대 안에서 2~3바운드는 기본입니다 (백핸드 무회전 똑딱볼 하기에 적합함) 폴리볼까지가 회전 스포츠라고 불러도 될 것 같습니다

[석평]

볼의 회전이 줄어드는 방향은
그만큼 탁구의 본질에서 멀어지는 안타까운 일이지요~

[초록아줌마(김현주)]

야구공, 골프공~ 이렇게 흥미있게 몰랐던 것을 알아가는 기쁨을 주셔서 감사합니다~^^

[석평]

저도 단순한 야구공, 골프공에 이런 과학이
담겨져 있는줄 미처 몰랐고 신기했답니다.

[likedeadman]

사실 구기 스포츠 대부분이 공의 회전을 이용합니다. 농구 배구 당구..

[앞으로]

좋은 글 잘봤습니다. 늘 몸으로만 느끼던걸 머리로 이해할 수 있게 됐네요

[석평]

도움이 되셨다니 글 쓴 보람이 있군요