야구공에 과학적 원리가 있다는데 어떤 것인지 궁금합니다
우리가 스포츠로 즐겨 관람하는 야구에서 사용하는 야구공에는 특별한 과학적 원리가 있다고 하던데 어떤 과학적 원리가 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.
우선 야구공에 사용되는 재료(고무)와 무게는 공을 던졌을 때와 타격에 적합한 재질로 구성되어 있습니다.
또한 야구공의 재질이 고무임에 따라 탄성과 탄력성이 있어서 공이 바닥에 부딪혀 다시 튀어오르는 등의 성질도 존재하게 됩니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.
야구공은는 간단한 디자인 및 물리 원리를 따릅니다. 주로 다음과 같은 과학적 원리와 요소를 고려합니다:
물질과 구조: 야구공은 주로 가죽 외부와 고무나 야구공 내부의 코르크와 섬유 재료로 만들어집니다. 이러한 재료의 선택과 구조는 공의 탄성과 내구성에 영향을 미칩니다.
질량 및 크기: 야구공의 질량과 크기는 공의 비행 경로와 타격 시 힘에 영향을 줍니다. 가벼운 공은 더 빨리 비행하고, 큰 공은 공기 저항이 크므로 비행 경로에 영향을 줄 수 있습니다.
심재효과: 야구공은 코르크나 고무로 둘러싸여 있으며, 이러한 내재재료는 공의 탄성과 탄력성을 결정합니다. 이것은 타자가 야구공을 타면서 생기는 공의 튕김과 관련이 있습니다.
안전 및 규제: 야구공은 안전과 공평한 경기를 위해 규정에 따라 특정한 요구 사항을 충족시켜야 합니다.
제조 기술: 제조 과정과 기술은 야구공의 품질과 성능에 영향을 미칩니다. 야구공은 정밀하게 제작되어야 하며, 공의 중심과 무게 분포 등이 균형을 이루어야 합니다.
이러한 과학적 원리와 설계 요소는 야구공의 성능과 안정성을 결정하는 데 중요합니다. 그래서 야구공의 제조사들은 이러한 원리와 요소를 고려하여 최적의 야구공을 개발합니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 공의 매끄러운 표면은 공 정면의 저항은 줄이지만, 공 후방에는 낮은 압력으로 소용돌이가 발생하는데요. 이 소용돌이는 공을 뒤로 잡아 당겨 공의 비행을 방해합니다.
반면 실밥이 있는 공은 공기의 흐름을 불규칙적으로 만들어 공 뒤쪽 저항을 줄이고 추진력을 얻습니다. 이처럼 공 표면의 변화는 비행에 큰 영향을 끼치기 때문에, 경기에서 공에 이물질을 바르는 것을 엄격하게 규제하고 있는데요. 투수가 경기 중에 공에 흠이 생겼다고 공을 교체하는 것도 바로 이것 때문입니다.
투수는 실밥을 손에 걸친 상태에서 공을 던지며 원하는 방향으로, 원하는 만큼 회전시키는데요. 이렇게 회전하는 공에 베르누이 정리의 마그누스 힘이 공의 궤적을 결정하며 다양한 변화구를 만들어 냅니다.
베르누이 정리에 따르면 상대적으로 흐름이 느린 곳은 압력이 높아지고, 흐름이 빠른 곳은 압력이 낮아집니다. 만약 공이 오른쪽으로 날아간다면, 공을 감싸는 바람은 반대 방향인 왼쪽으로 흐르는데요. 여기에 공이 회전하는 방향을 고려한다면, 공의 회전방향과 바람의 방향이 일치하는 위쪽은 흐름이 빨라져 압력이 낮아지고, 방향이 다른 아래쪽은 흐름이 느려져 압력이 높아집니다. 이때, 압력이 높은 곳(아래쪽)에서 압력이 낮은 쪽(위쪽)으로 작용하는 힘이 바로 마그누스 힘입니다. 이 힘이 야구공의 궤적을 결정해 다양한 변화구를 만들어 내는 것이죠.
출처 : 삼성 반도체 뉴스룸 - 전 세계가 주목하는 KBO! 섬세한 스포츠 야구에 숨겨진 과학 이야기
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1. 힘과 운동: 야구공이 날아가는 것은 타자나 투수가 공에 힘을 가해 운동량을 전달하기 때문입니다. 힘이 가해지면 공은 가속도를 얻고 날아갑니다.
2. 공기 저항: 야구공이 공중에서 날아가면서 공기 저항이 작용합니다. 공기 저항은 공의 날아가는 속도와 크기에 따라 다르며, 이를 고려하여 공의 궤적을 계산할 수 있습니다.
3. 회전력: 투수가 공을 던질 때, 공에는 회전력이 가해집니다. 회전력은 공의 회전 속도와 회전 방향에 따라 다르며, 이를 고려하여 공의 궤적을 계산할 수 있습니다.
4. 스핀: 타자가 공을 칠 때, 공에 스핀이 가해집니다. 스핀은 공의 회전 방향에 따라 다르며, 이를 고려하여 타구의 궤적을 결정할 수 있습니다.
5. 탄성력: 야구공은 탄성이 있는 공입니다. 이는 공이 충격을 받으면 변형하지만, 충격이 멈추면 다시 원래 모양으로 돌아오는 성질을 말합니다. 이러한 탄성력은 타구와 공의 충돌 시 타구가 날아가는 속도와 방향에 영향을 미칩니다.
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야구공이 공기 중을 날아갈 때, 공의 회전은 공기의 흐름을 방해하여 공의 궤적을 변화시킵니다. 이러한 현상을 마그누스 효과라고 합니다. 마그누스 효과는 공의 회전 방향에 따라 공의 궤적이 아래로 꺾이는 어퍼컷, 공의 회전 방향과 반대 방향으로 꺾이는 커브, 공의 회전 방향과 수직으로 꺾이는 슬라이더 등의 구종을 만들어냅니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
야구공에 실밥을 보셨을 텐데오 이 실밥이 강속구와 다양한 변화구를 던질 수 있게 해줍니다.
실밥이 공기와 공기 사이의 마찰을 크게 해 압력차를 만들고 공에 회전효과를 주는 것이죠. 투수가 공을 던져 공이 날아갈 때 공기는 공의 표면을 따라 뒤쪽으로 흘러가고 이 때 공의 앞쪽은 공기의 저항에 부딪히고, 뒤쪽은 압력의 소용돌이가 발생하게 되지만 이런 흐름을 방해하는 것이 공의 실밥입니다.
즉, 야구공의 108개 실밥은 공기의 흐름을 불규칙하게 만들어 뒤쪽의 압력을 낮춰 공기의 저항이 줄어들게 되고 줄어든 공기 저항만큼 공의 속도는 더 빨라지게 됩니다.
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