공이 회전하면 휘어져서 가는 이유는 무엇인가요?
야구와 같은 구기 종목에서 공이 회전을 하면 휘어져서 앞으로 가는데요. 공이 회전하면 휘어져서 가는 과학적인 이유는 무엇인가요? 그리고 회전하지 않으면 휘어져서 가지 않나요?
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.
공이 휘는 이유는 마그누스 효과 때문입니다.
압력이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 힘을 받아 움직이는 효과를 말합니다.
야구에서 직구는 휘어지지만 최대한 덜 휘고 빠르게 다는 공을 말합니다. 그래서 어떤 사람은 직구인데 몸쪽으로 휜다고 해서 싱커(싱킹패스트볼) 좌우로 흔들린다고 해서 투심패스트볼 등 똑같은 패스트볼이 조금 흔들리게 던지는 것을 말합니다.
즉 모든 공은 휘어간다는 것이 맞습니다. 하지만 패스트볼처럼 최대한 덜 휘게 던진다는 것입니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
베르누이 원리 때문입니다.
베르누이 원리는 유체 동역학에서 점성과 압축성이 없는 이상적인 유체가 규칙적으로 흐르는 경우에 대해, 유체의 속도와 압력, 위치 에너지 사이의 관계를 나타내는 공식이며 이 공식에 따르면 공이 휘어지는 것은 베르누이 원리와 마그누스 효과, 각운동량 보존법칙 등과 관련이 있습니다.
즉, 공이 회전하며 비행할 때 주위에 형성되는 공기의 흐름이 달라지기 때문에 휘어지거나 속도 변화가 생기는 것입니다.
보통 '움직이는 물체의 속도가 느리면 압력은 커지고, 속도가 빨라지면 압력은 작아진다’ 는 베르누이의 원리는 공이 회전하면서 움직이면 공의 진행 방향과 바람의 방향이 일치하는 쪽에선 속도가 빨라져 압력이 감소하고 반대쪽은 속도가 느려지면서 압력이 커지는데요, 이와 같은 압력차 때문에 높은 곳에서 낮은 곳으로 공을 밀어내는 힘이 생기고 그로 인해 날아가는 공의 변화가 발생한다 할 수는 있습니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
야구공이 회전하면 휘어져서 가는 과학적인 이유는 마그누스 효과 때문입니다. 마그누스 효과는 물체가 회전하면서 유체 속을 지나갈 때 압력 차이가 발생하여 물체가 휘어지는 현상입니다. 야구공이 회전하면서 날아가면, 공의 회전 방향과 공기의 흐름 방향이 일치하는 쪽에서는 공기의 속도가 빨라지고, 반대쪽에서는 공기의 속도가 느려집니다. 베르누이 정리에 따르면, 유체의 속도가 빠른 쪽에서는 압력이 낮아지고, 반대쪽에서는 압력이 높아집니다. 따라서, 공의 회전 방향과 공기의 흐름 방향이 일치하는 쪽에서는 압력이 낮아지고, 반대쪽에서는 압력이 높아집니다. 이 압력 차이로 인해 공은 회전 방향과 반대 방향으로 휘게 됩니다. 회전하지 않는 공은 마그누스 효과가 발생하지 않기 때문에, 휘지 않고 직진합니다.