축구에서 무회전 슛은 왜 공이 날아가면서 흔들릴까요?

Question

언젠가부터 무회전슛을 날리는 축구선수들이 생겨났습니다. 무회전슛은 공이 날아가다가 뚝 떨어지거나 좌우로 심하게 흔들리기도 합니다. 어떤 원리로 이런 현상이 생길까요?

Answer 1

무회전 슛에서 흔들리는 효과를 카르만 효과라고 합니다.

회전하지 않는 공이 공기를 지나가게 되면 공의 뒤편에 소용돌이가 생깁니다.

이 소용돌이를 카르만 소용돌이라고하는데,

공과 같은 동그란 표면으로인해 유체가 불완전하게 분리되면서 발생하게 됩니다.

따라서 이 소용돌이에 의해 공 뒤의 공기가 무작위적으로 이동하게 되고,

이때 발생하는 순간의 기압 차이로 공이 진동하게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

공의 무회전에 의해 공주변에 난류가 발생하는데, 이 때 베르누이 원리가 적용되기 때문입니다.

베르누이 원리란 유체(공기)의 속력이 빠르면 밀도가 낮아지고, 유체(공기)의 속력이 느리면 밀도가 높아지는 베르누이의 원리가 있습니다.

무회전하며 날아가는 공은 공기를 가르며 날아가게 되는데, 공의 표면에 있는 홈과 공기의 흐름에 의해 공 주변으로 난류가 발생합니다. 난류가 발생하게 되면 공 주변으로 기압이 변화하는데, 이 기압 변화로 인해 공 주변으로 공기의 속도가 빠른 부분과 느린 부분이 생기면서 기압 차가 미묘하게 발생합니다. 기압차가 발생하면 힘의 차이를 만들어 내게 되는데, 이 때문에 무회전 공은 난류에 의한 힘을 받아 공이 흔들리며 날아가는 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

회전이 발생하면 특정한 방향으로만 꺾여 날아가지만,

회전이 없는경우에는 주변 공기의 흐름에 따라 공이 흔들리기 때문입니다.

감사합니다.