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IT/IT월드

오승환 직구를 치기 힘든 이유는 마그누스 효과 때문

by 썬도그 2016. 5. 25.
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축구공 밑등을 차면 축구공이 더 멀리 날아가는 것을 축구를 해본 분이라면 잘 알고 있습니다. 저도 최대한 멀리 차고 싶을 때는 축구공 아래쪽을 강하게 차서 축구공에 백스핀을 겁니다. 그러면 축구 공이 좀 더 높이 떠 올라 멀리 날아갑니다.

이는 골프에서도 마찬가지입니다. 골프 선수들도 백스핀을 걸어서 비거리를 늘립니다. 물론, 무조건 늘어나는 것은 아닙니다. 백스핀을 걸어서 최적의 각도가 아닌 너무 높은 각도로 꺾이면 비거리가 늘지 않죠. 그럼에도 적절한 각도로 올라가면 더 멀리 날아갑니다. 왜? 백스핀을 걸면 비거리가 늘어날까요? 

 

공에 백스핀을 걸면 더 멀리 날아가는 마그누스 효과

유튜브에 아주 흥미로운 실험이 있어서 소개합니다. 영상에서 댐 위에서 농구공을 던져보는 실험이 했습니다.

그냥 농구공을 놓았더니 바로 밑으로 떨어집니다. 당연한 결과죠

이번엔 백스핀을 넣어서 던졌습니다. 그러자 농구공은 내려가면서 마그누스 효과에 의해 점점 앞으로 나아갑니다.

그리고 강에 떨어집니다. 그냥 던질 때 보다 앞으로 훨씬 많이 나아가서 떨어졌습니다. 이렇게 구체에 백스핀을 넣으면 양력과 비슷한 효과가 생기는 것을 마그누스 효과(Magus Effect)라고 합니다

 

마그누스 효과는 어려운 개념이 아닙니다. 액체나 공기 같은 기체 속을 공과 같은 구체가 회전하면서 지나가면 회전하는 방향의 90도로 양력 같은 뜨는 힘이 발생합니다. 따라서 백스핀을 넣으면 위로 뜹니다. 반대로 앞으로 회전하게 하면 아래로 향하려는 힘이 발생해서 뚝 떨어집니다. 앞으로 회전력을 넣어서 공을 뚝 떨어트리는 것이 바로 야구에서 커브의 원리입니다. 

이 마구누스 효과는 기류와 공이 같은 방향으로 움직일 때 빠른 속도를 가지면서 압력도 떨어지는  베르누이 법칙도 작동합니다. 위 이미지에서 공이 9시 방향에서 3시 방향으로 회전할 때 기체와 공이 같은 방향으로 움직입니다. 

백스핀이 걸린 농구공은 낙하하면서 낙하 방향의 오른쪽으로 빙빙 돌고 있습니다. 이 백스핀이 걸리는 시계방향의 90도에 양력 같은 마그누스 효과가 발생해서 공은 앞으로 나아갑니다. 

이 실험은 낙하를 통해서 마그누스 효과를 제대로 보여주네요.

마구누스 효과는 1852년 독일의 과학자 하인리히 구스파프 마구누스가 처음 발견합니다.

마그누스 효과는  스포츠에서 많이 활용됩니다. 구기 종목은 둥근 공을 가지고 하는 스포츠라서 마그누스 효과를 많이 활용합니다. 먼저 축구공에 백스핀을 넣으면 좀 더 멀리 날아갑니다. 백스핀이 아닌 오른쪽이나 왼쪽으로 스핀을 넣으면 그 회전하는 방향으로 더 많이 꺾이기도 하죠. 그래서 가끔 스핀을 넣은 코너킥 공이 골대에 들어가기도 합니다. 

야구에서도 마그누스 효과를 활용할 수 있습니다. 투수들의 직구 중에 포심패스트볼은 공의 속도가 어마무시하게 빠릅니다. 직구는 공에 백스핀이 들어갑니다. 그런데 직구를 챌 때 강한 힘을 주면 백스핀이 강하게 들어가고 직선으로 오던 야구공이 타자 앞에서 마구누스 효과에 의해서 살짝 위로 뜹니다. 이걸 바로 '라이징 패스트볼'이라고 합니다

전성기 때 박찬호가 이 라이징 패스트볼로 여러 타자를 잡았습니다. 지금은 오승환이 잘 던집니다. 오승환의 직구 구속은 아주 빠르다고 할 수 없지만 메이저리그 타자들이 못 치는 이유는 직구에 백스핀이 많이 걸려서 타자 앞에서 살짝 뜨기 때문입니다. 그래서 오승환 공을 치는 메이저리그 타자들을 보면 배트가 공 밑으로 지나가죠. 친다고 해도 공 밑을 치기 때문에 플라이볼이 나옵니다. 

오승환 선수 직구를 타자들이 어려워하는 이유가 여기에 있습니다. 오승환 선수는 라디오스타에서도 보여줬듯이 악력이 어마무시한 선수입니다. 이렇게 악력이 강하니 다른 선수에 비해 직구 공의 회전수가 더 높습니다. 

메이저리그 분당 평균 직구 회전수는 2241회이고 오승환은 2320회로 79회가 더 많습니다. 오승환 전성기 시절에는 2.624회까지 나온 적이 있습니다. 최근에 오승환이 다시 전성기 시절의 분당 회전수로 오르고 있고 다시 라이징 패스트볼로 삼진을 쉽게 잡는 모습을 자주 볼 수 있습니다. 오승환 직구의 밑을 휘두르는 헛스윙 삼진이나 낮은 볼인 줄 알고 기다린 직구가 타자 앞에서 살짝 떠올라서 스트라이크 존으로 들어가서 스탠딩 삼진을 많이 당하고 있습니다. 

그러나 이 라이징 패스트볼의 약점도 있는데 강한 백스핀을 걸면 회전 축이 흔들리기 쉽고 제구가 쉽지 않다는 단점이 있습니다. 그래서 그냥 한 가운데 직구로 던지기도 하는데 회전이 덜 걸려서 마구누스 효과가 없으면 떠오르지 않아서 밋밋한 가운데 직구가 들어가고 이 볼을 치면 멀리 날아갈 수 있습니다. 

이 마구누스 효과는 로터 쉽에 활용되기도 합니다. 돛 대신에 두 개의 회전하는 기둥을 꽂아서 배의 추력을 생성합니다. 

배의 옆에서 불어보는 바람이 거대한 기중을 회전 시키면 바람 방향의 90도로 마구누스 효과가 발생하기 때문에 배가 앞으로 나아갑니다.

이 마구누스 효과를 이용한 로터 비행기 시제품도 만든 적이 있습니다. 날개 대신에 로터를 이용해서 나는 비행기죠. 그러나 로터 쉽과 달리 시제품에서 끝났습니다. 

로터 쉽은 돛단배처럼 친환경 배입니다. 물론, 마구누스 효과만으로 항해하긴 힘들고 보조 수단으로 써야죠. 
박찬호의 라이징 패스트볼이 다시 보고 싶네요. 그 어떤 변화구보다 라이징 패스트볼이 최고로 아름다웠습니다.

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