골프를 시작한지 얼마 안되는 초보 아마추어 입니다

Question

수개월 전에 골프에 입문하여 이제 막 재미를 붙이고 있는 상태입니다.

여러가지 배울점도 많고, 과학적 원리가 녹아 있는 듯하여 저한테 잘 맞는 것 같습니다.

여기서 질문드리면..

왜 골프공은 수백개의 오목한 홈, 그것도 자세히 보면 크기가 조금씩 다르게..파져 있을까요?

여기에도 무슨 과학적 원리가 있나요?

제 생각에는 그냥 밋밋하게 하면 공기의 저항도 덜 할 것 같고 방향성도 좋을것 같은데...얕은 생각인가요? ㅎㅎ

Answer 1

안녕하세요. 한만전 과학전문가입니다.

초창기 골프공은 오목홈(딤플)이 없었습니다. 매끈한 공보다 여러번 사용하여 상처난공이 높게 멀리나가는 것을 보고 착안하였고, 여러모양을 거쳐 현재의 딤플을 만들어 냈습니다.

딤플은 기본적으로 비거리를 늘리고 높게 날아가게 하기 위함입니다. 또한 공의 위,아래 부분의 딤플을 가운데 부분보다 깊게 만들면 공이 좌우로 가는것을 방지한다는 것도 개발하여 지금의 딤플은 부위별 깊이와 너비가 약간씩 다릅니다.

Answer 2

안녕하세요.

골프공의 울퉁불퉁한 표면을 가지는 것을 관찰할 수 있습니다. 이러한 울퉁불퉁한 표면을 딤플이라고 하는데, 이를 만든 이유는 공을 멀리 날아가게 하기 위해서입니다.

초기 골프공은 매끈한 형태의 골프공을 제작하였으나, 표면이 거칠어지면 더 멀리 날아간다는 사실을 알게 됐습니다. 그래서 20세기 초 미국 스폴딩사가 지금처럼 표면을 옴폭하게 만든 골프공을 시판하기 시작했습니다.

공이 날아갈 때에는 얇은 공기 층이 앞쪽 표면에 달라붙습니다. 그 공기 층은 공을 지나면서 표면에서 떨어져 나가 위쪽에 소용돌이치는 무늬를 이루게 됩니다.

이러한 저항 때문에 공의 속도가 느려지는데, 골프 공을 타격할 때 위로 스핀이 걸리는데 딤플은 공 윗부분의 공기압력을 아랫부분 공기압력보다 낮게 해 주어 더 멀리 비행하도록 합니다.

감사합니다.

Answer 3

골프공의 작은 홈을 딤플이라고 합니다.

골프공 표면이 거칠수록 더 멀리 날아가기 때문에 그렇게 만들고 있습니다.

골프공의 파인 홈이 공기 저항을 감소시키고, 그 틈에서 조그마한 소용돌이가 생기게 됩니다.

이러한 소용돌이에 의해 공기의 압력이 내려가 공을 뒤쪽으로 잡아당기는 저항력이 생기게 됩니다.

그 결과 공 전체의 기압 차이가 감소하게 돼 항력이 줄어들어 더 멀리 날아가게 됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 신재훈 과학전문가입니다.

공에 있는 오목한 홈을 딤플이라고 합니다.

일반적인 생각으로는 매끈한 공이 공기저항을 적게 받아서 멀리 갈 것 같지만 실제는 조금 다릅니다.

골프공은 클럽 각도에 의해 공 아래쪽에 힘을 받아서 아래에서 위로 회전하게 됩니다.

아래에서 회전하는 공은 떠오르는 힘을 가지게 되고

이는 야구공의 회전방향으로 공이 휘어지는 것과 유사합니다.

골프공이 떠오르는 성격을 가지고 있기 때문에 발사각이 45도 보다 낮게 진행할 때 더 멀리 갑니다.

발사 속도가 클수록 최대 비거리를 위한 각도는 낮아집니다.

공을 멀리 보내려면 공의 발사각도와 회전량이 서로 잘 맞아야 합니다.

일단 골프공 회전이 많을 수록 여러 효과를 얻을 수 있으므로 회전량이 많을 수록 유리합니다.

딤플내에 공기가 채워져 있으면 없을 때보다 회전할 때 공기저항이 감소됩니다.

유체역학적으로 해석하기 어려운 부분이 있지만,

딤플의 깊이와 갯수를 달리하면서 실험적으로 알게된 것이라 생각하면 됩니다.

즉 딤플이 있는 이유는 비거리 향상을 위해서도 유리하고, 역회전 등을 이용하여 어프로치 거리 맞춤에 유리한 점 등 회전과 관련된 장점이 있기 때문입니다.

Answer 5

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

골프공에 오목한 홈이 있는 이유는 골프공을 더 멀리 날아가게하기 위함입니다. 골프공의 오목한 홈을 Dimple 딤플 이라고 합니다. 딤플이 있는 공은 딤플이 없는 공보다 2배 정도 더 멀리날아가게 됩니다. 그 이유는 골프공이 날아갈 때 공의 앞면과 공의 뒷면에 압력 차이로 인한 형상 저항이 감소되기 때문입니다. 골프공의 딤플에 의해 골프공 주변의 공기의 흐름에 난류를 발생시킵니다. 그렇게 되면 골프공의 앞면과 뒷면에 공기의 흐름 차이가 줄어들고 이로인해 압력 차이가 줄어들게 됩니다. 압력차이가 줄어들면 외부에서 받는 힘이 줄어들어 저항이 감소하는것이죠. 그래서 골프공의 딤플에 의해 골프공이 멀리 날아갈 수 있는 이유입니다.

Answer 6

안녕하세요. 안윤진 과학전문가입니다.

골프공 표면이 울퉁불퉁(딤플)한 이유는 공기(유체)의 저항을 줄여 비거리를 늘리는 유체역학적 원리를 이용하기 위해서인데요.

우선, 공을 치게 되면 중력보다 양력이 커져 위로 뜨게 됩니다.

이는 공기의 흐름이 위쪽은 빠르고(저기압) 아래쪽은 느린 상태(고기압)가 되기 때문입니다. 이는 백스핀으로 인한 진행방향이 같은 위쪽으로 유체의 흐름이 빠르게 형성되는 때문인데요.

이후 포물선의 중간부터 속도가 줄어들면서 뒤쪽의 압력이 낮아져 앞/뒤 압력의 차이로 저항이 발생해 낙하하게 됩니다.

딤플은 이러한 저항을 줄여줄 수 있는데요.

오목하게 패인 딤플 내 작은 소용돌이가 발생하는 현상으로 공의 뒤쪽 공기흐름을 한층 원활하게 해줄 수 있기 때문입니다.

이러한 이유로 비거리를 늘이기 위한 설계적인 이유로 딤플이 생겨나게 된 것이며,

매끈한 공에서 딤플을 배열하는 이유가 된 것입니다.