투심, 포심 패스트볼과 커브볼의 원리

오승환 선수가 돌아오면서 포심과 투심에 대한 설명을 자주 듣게 됩니다. 투수가 던지는 공이 어려워도 타자에게 좀 익숙해지면 치게 되니 투수로서는 다양한 공을 던질 수 밖에 없습니다. 그래서 점점 더 다양한 공들이 소개되고 있습니다. 원리는 같지만 던지는 방법에 의해 공의 구질이 천차만별이라 어떤 투수는 이름을 붙이기도 어려운 공을 던지기도 합니다.

가장 기본적으로 나누어 보면 패스트볼과 커브볼이라고 할 수 있습니다.

 

마그누스 효과

 

움직이는 공에 회전이 생기면 주변의 공기와의 마찰때문에 공기의 흐름에 영향을 받게 됩니다. 공이 그림처럼 회전하면 실밥이 공기와 마찰을 일으켜 위쪽의 공기는 더 빨라지고 아래쪽의 공기는 상대적으로 느려집니다.
 

마그누스효과 (포심 패스트볼)

베르누이 정리의 특별한 경우로 공기의 속력이 빨라지면 압력이 낮아진다는 마그누스 효과를 적용해 보겠습니다. 위부분이 아래 부분보다 공기 속력이 빨라 압력이 낮습니다. 압력은 단위면적에 수직으로 작용하는 힘이므로 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 힘이 작용하게 됩니다.
아래에서 위로 힘이 작용합니다. 원래 공이 가야하는 궤도보다 위쪽으로 힘을 받아 궤도가 바뀌는 현상입니다.

 

베르누이 정리와 마그누스 효과

 

바나나킥 원리 - 마그누스효과

 

패스트볼, 커브볼

패스트볼은 우리나라에서는 직구라고 번역해서 부르는 경우가 더 많습니다. 제 개인적인 생각도 공의 궤적에 대한 특징이 더 뚜렷한 명칭으로 직역한 속구보다 직구가 더 어울리는 것 같습니다.
원래 수평방향으로 물체를 던지면 포물체 운동을 하게 됩니다. 공을 뿌리듯이 잡고 역회전을 주면 위의 그림처럼 위 방향으로 공기가 작용하는 힘을 받게 됩니다. 보통 예상하고 있는 궤도보다 더 위쪽으로 타자 옆을 지나가게 됩니다. 타자는 공을 헛치게 됩니다.

타자가 공이 올 것이라고 예측한 궤도보다 공이 떠 오르기 때문에 라이징 패스트볼이라고 부르기도 합니다.

반대로 공을 진행방향으로 회전하게 던지게 되면 같은 원리로 공기가 아래 방향으로 힘을 작용하기 때문에 실제 보다 더 뚝 떨어지는 기분의 공을 볼 수 있습니다. 요즘은 방송에서도 흔히 공의 궤적을 그려서 보여주기 때문에 방송을 보는 재미가 더 쏠쏠합니다.

 

패스트볼(빨강), 무회전공(회색), 커브볼(파랑) 궤적

 

좀 과장해서 그려보면 회전이 없는 공의 궤적이 회색이라면 역회전을 주면 공이 떠오르게 되는 패스트볼(빨간색)이 됩니다. 반면 커브볼이라고 부르는 아래로 뚝 떨어지는 볼도 삼진을 잡기위해 자주 사용하는 궤도로 정방향 회전으로 그림에서 파란색 궤도로 공이 옵니다.
수평방향으로 회전을 주게되면 마그누스 효과가 수평방향으로 생겨 옆으로 휘어지는 슬라이더와 같은 구질의 공이 될 수도 있습니다.

 

포심,투심

오승환 선수의 포심 패스트볼은 너무 유명하지만 미국에 가서 워낙 다른 투수의 공들이 빠르고 포심이 위력이 있으니 많은 타자들이 연습하고 익히게 되어 포심패스트 볼을 칠 수 있는 타자들이 많다고 합니다. 그래서 변화구를 많이 연구해서 지금은 많은 변화구를 던질 수 있게 되었다고 합니다.
사회인 야구에서도 타자들의 실력이 높아져서 포심 패스트볼로는 쉽지않아서 투심을 배운다는 투수도 있습니다.

 

투심(왼쪽)과 포심(오른쪽)

 
심은 seam으로 시접,솔기를 뜻하는 말입니다. 간단하게 그림을 보면 검지와 중지로 두개의 솔기를 잡고 던지면 솔기가 회전할 때 공기와 마찰을 주로 하는 솔기가 두개가 됩니다. 
포심 패스트의 경우는 제일 위 마그누스 효과 설명 그림처럼 돌면서 공기와 마찰을 일으키는 솔기가 4개가 됩니다. 
투심은 포심과 비슷한 회전을 주더라도 공기에 마찰을 일으키는 솔기가 포심보다 적어서 위로 뜨는 힘이 포심보다 작습니다. 회전이 없는 공보다는 높은 곳으로 가지만 포심 패스트볼보다는 낮은 위치로 타자를 지나가게 됩니다.
타자들은 투수의 손이나 발모양을 보고 공을 예측한다고 합니다. 그런데 포심과 투심 패스트볼은 다른 동작은 거의 같기 때문에 타자는 투수가 공을 던지는 모습만으로는 구별할 수가 없다고 합니다. 공이 날아오는 동안 실밥모습으로 판단한다고 하니 투수나 타자의 노력이 정말 대단하다는 생각이 듭니다.
더 다양한 많은 구질이 있지만 공의 회전방향과 정도에 따라서 달라지는 기본 원인은 마그누스 효과입니다.