야구를 할 때 직구와 변화구는 어떤 원리에 의해서 생기는 변화인지 알고 싶어요

Question

우리가 일상생활을 하면서 야구를 할 때 투수가 공을 던지면서 똑바로 던지는 직구와 공의 궤적이 여러가지로 변하는 변화구를 던지는데 어떤 원리에 의해서 생기는 변화인지 궁금합니다.

하얀도화지113 · Accepted Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.중간에 공의 회전에 따라 공기의 유속이 달라져 발생하는 기압차에 의해 공에 힘이 가해지는 마그누스 효과에대해 말씀드렸죠.이는 변화구에서도 적용되는 말입니다.변화구 중에서도 브레이킹볼이라고 말하는 회전이 걸리는 변화구의 경우인데. 예를들면 슬라이더,커브 등이 있겠습니다. 직구가 백스핀을 걸어 던진다면 커브는 반대로, 공의 회전이 공을 던지는 방향과 일치하게 던지는데요 이 때 위에 설명한 마그누스 효과에 의해 발생한 아래로 가해지는 힘과 더불어 공에 가해지는 중력이 그냥 던지는 공에 비해 더 큰 낙차를 만들어 타자를 공 위로 헛스윙하게 합니다.물론 던지는 그립때문에 공에 힘을 제대로 전달할 수 없어 속도가 붙지 않기 때문에 직구와 속도차가 생겨 타이밍을 뺏기는 덕도 있습니다. 슬라이더의 경우 횡방향으로 회전시키게 되는데 이 때 공의 바깥쪽을 손가락으로 자르듯 스핀을 걸게됩니다. 이 또한 위의 마그누스 효과에 의해 회전방향으로 힘을 받게 되고 우투수가 던지면 우타자 기준 바깥쪽으로 휘며 떨어지게 되죠(포심의 경우 위로 회전하며 힘을 받지만 그에비해 슬라이더는 옆으로 회전하여 중력에 거스를 힘이 없어 떨어지듯 느껴지게 됩니다. 포심과 슬라이더의 중간인 대각선 방향으로 스핀을 먹인 커터의 경우 중간까진 포심과 비슷한 모양으로 오다 홈플레이트 바로 앞에서 옆으로 살짝 꺾이는 구질을 보입니다.) 슬라이더의 반대로 회전이 걸리는 일명 '싱커성'의 변화구도 있습니다.대표적으로 스크류볼이 있겠는데. 위에 커브의 경우 종방향의 회전을 건다고 했는데 역시 사람이 하는 일에 완벽한 일은 없는지 보통 약간의 횡방향의 회전을 함께 먹어. 우투수가 우타자 상대로 던지는 때를 기준으로 큰 낙차를 보여주며 약간 바깥쪽으로 휘어 나갑니다. 그런데 스크류볼의 경우 반대입니다.스크류볼은 던질 때 팔을반대로 뒤틀어 검지가 앞, 중지가 뒤로 간 상태에서 슬라이더와 반대의 회전을 먹이며 던집니다.[의도는 그렇지만 종회전도 많이 먹습니다.]이렇게 될 경우 우투수, 우타자 기준으로 공이 안쪽으로 꺾이며 큰 낙차를 그리며 떨어지는데 공의 구질이 생소한 만큼 치기도 힘듭니다. 하지만 팔을 반대로 틀어 던지는 과정에서 어깨와 팔꿈치에 큰 부담이 오기 때문에 부상의 위험이 아주 큰 공이기도 합니다. 뭐 변화구엔 브레이킹볼만 있는게 아닙니다. 오히려 회전수를 죽이는 공들도 있죠예를 들면 포크나 너클볼 종류가 되겠습니다.

고운푸들16 · Answer

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.변화구는 공이 회전하며 비행할 때 주위에 형성되는 공기의 흐름이 달라지기 때문에 휘어지거나 속도 변화가 생기게 됩니다.보통 '움직이는 물체의 속도가 느리면 압력은 커지고, 속도가 빨라지면 압력은 작아진다’ 는 베르누이의 원리와,  마그누스 효과 즉 공이 회전하면서 움직이면 공의 진행 방향과 바람의 방향이 일치하는 쪽에선 속도가 빨라져 압력이 감소하고 반대쪽은 속도가 느려지면서 압력이 커지는데요 이 같은 압력차 때문에 높은 곳에서 낮은 곳으로 공을 밀어내는 힘이 생기는 것으로 말씀드릴 수 있습니다.

물리

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야구를 할 때 직구와 변화구는 어떤 원리에 의해서 생기는 변화인지 알고 싶어요