여백많은 노트

과학이야기/운동장에서

당구공의 정회전과 역회전에서 방향

당구공을 치면 벽에 충돌하면서 되튀어 나옵니다. 공이 옆면과 충돌하기 전에 들어가는 각도와 충돌 후 나올 때 옆면과의 각도가 같습니다. 공의 가운데를 막대로 치면 공은 위에서 보면 회전이 없이 굴러가게 됩니다. 충돌하는 순간의 공의 속도를 화살표로 그려보겠습니다. 오른쪽 그림은 속도를 옆면에 나란한 방향과 직각인 방향으로 나누어 보았습니다. 충돌하는 순간 공의 속도의 수직성분이 당구대의 옆면이 반대방향으로 반작용력을 줍니다. 이 크기는 운동량 보존 법칙을 따르기 때문에 움직이지 않는 단단한 물체와 탄성충돌을 하면 반대 방향으로 같은 크기의 속도를 가지는 힘을 작용합니다. 옆면이 공에 작용한 반작용력 때문에 공의 속도는 옆면과 나란한 방향으로는 힘을 받지 않기 때문에 변하지 않고 직각 방향으로만 속도가 반..

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. 베르누이 정리의 특별한 경우로 공기의 속력이 빨라지면 압력이 낮아진다..

야구방망이 스윗스팟과 홈런

방망이로 공을 치거나 골프를 칠 때 잘 맞으면 손에 감각이 거의 없이 멀리 날아가는데 어떤 경우에는 손이 아프게 되는 경우가 있습니다. 공이 잘 맞아서 멀리 날아가는 것은 공이 방망이나 골프채의 특정 위치에 맞았을 때 입니다. 이 위치를 우리는 스윗 스팟 (sweet spot)라고 하는 달콤한 용어를 사용합니다. 스윗 스팟의 사전적 의미 스포츠 용어로는 테니스나 야구 배트에 공이 맞았을 때 가장 멀리 날라갈 수 있는 지점을 말합니다. 일상용어로는 영화관 좌석을 표현할 때 영화를 보기 가장 좋은 좌석을 말하기도 합니다. 스크린의 폭만큼 떨어진 위치를 말한다고 합니다. 경제 용어로는 기업이 소비자에게 가장 친밀감을 받는 시점이나 주식의 경우 최소의 수익을 올릴 수 있는 투자처를 스윗 스팟이라고 부른다고 합니..

야구공 반발계수와 홈런

2018년 12월에 개정한 2019 리그 규정과 야구 규칙을 발표했는데 공인구의 반발계수 허용 범위를 이전의 0.4134~0.4374에서 일본 프로야구처럼 0.4034~0.4234로 조정하기로 발표했습니다. 반발계수가 높으면 타구의 비거리가 늘어나기 때문에 공인구가 극심한 타고투저의 이유 중에 하나라는 지적을 벗어나기 위함이라고 합니다. 실제 2018년 정규리그에서는 720경기에서 1천 756개의 홈런이 나오는 신기록을 세우기도 했다고 합니다. 야구공(출처: 두산백과) 개인적으로 삼성을 응원하고 열심히 보고 있는데 이 기사 때문인지 홈런도 덜 나오는 것 같은 생각이 드는 것은 기분 탓일까요? 반발계수 반발계수는 충돌후 상대 속도를 충돌 전 상대속도로 나눈 값입니다. 예를 들면 시속 150km를 던지는 투..

골프공 딤플

물체가 표면이 매끄럽고 유선형이면 공기의 저항을 덜 받습니다. 하지만 골프공 표면에 300개의 홈이 있는 골프공은 표면이 매끄러운 공보다 3배 정도 더 멀리 날아갑니다. 초창기의 차는 네모난 모양으로 차의 뒷부분에 공기 소용돌이가 많이 생깁니다. 공기 소용돌이는 자동차가 앞으로 진행하는 자동차의 에너지를 빼앗습니다. 그래서 유선형으로 매끈한 자동차를 만들게 되고 자동차 뒤부분에 생기는 소용돌이 부분이 네모난 자동차 보다 작아져서 빨리 달릴 수 있습니다. 공은 유선형으로 만들 수 없습니다. 공 뒷부분에는 공기 소용돌이가 생기면서공의 속도를 점점 느리게 만듭니다. 골프공도 처음에 만들 때는 매끈한 나무를 깎아서 사용했다고 합니다. 공을 사용하면서 군데 군데 찍혀서 페이기 시작하자 공이 더 멀리 날라가는 것을..

바나나킥 원리 - 마그누스효과

어릴 때 "공을 차면 막 휘어진대. 바나나킥이래." 하면서 신기해 했던 적이 있습니다. 그때는 티비 채널도 몇 개 없었고 선수들도 바나나킥을 자주 보여주지 않았기에 쉽게 접하지 못한 바나나킥이었습니다. 요즘은 축구 장면을 보다보면 흔히 시원하게 휘어지는 바나나킥을 볼수 있습니다. 인터넷에는 손흥민 선수의 바나나킥 동영상도 많이 있네요. 아주 쉽게 설명되어 있는 뉴스를 찾아서 링크해 놓았습니다. 공기중에 공이 빠르게 지나가면 주변의 공기가 난류를 만들어 쫙 날아갑니다. 그러면서 주변의 공기와 밀착하면서 공이 지나가면 공 입장에서는 공기가 반대방향으로 민다고 생각할 수 있습니다. 영상에서 공이 오른쪽으로 날라가서 공기가 왼쪽으로 흐르는 것으로 그려놓았습니다. 영상에서 이 부분을 따로 설명하지 않았는데 공의 ..

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