골프공은 왜 오돌토돌(곰보) 되어 있을까요?

Question

골프공을 보면 다른 공과는 다르게 오돌토돌 되어 있습니다.

골프공은 크기에 비해 유난히 무거운데, 무게와 상관이 있나요?

다른 공과는 다른 울퉁불퉁한 골프공에는 특별한 과학적인 원리가 숨어있을까요?

Answer 1

안녕하세요. 기계공학 박사 백대균 과학전문가입니다.

결론부터 말씀드리면 골프공을 멀리 보내기 위해서 곰보공을 만듭니다. 이것은 실제 과학실험에 의한 결과로써 매끈한 공보다 곰보공이 더 멀리 날아갑니다. 특히, 속도가 빠르면 비거리 차이가 더 심합니다. 골프 초기속도가 매우 빨라서 곰보공을 만들면 더 멀리 날아가는 효과가 더 커집니다.

유체역학 이론을 말씀드리면 그림1과 같이 공의 속도가 빨르면 당연히 공의 뒷부분에는 공기의 양이 적어져서 압력이 낮아서 흡입력이 생깁니다. 이 흡입력은 공의 진행방향의 힘을 약화시킵니다. 딤플이 있으면 골프공 면을 타고가는 공기를 흔들게 만들므로 공의 뒷부분의 안쪽까지 공기가 잘 들어가게 되어서 압력강하 현상을 줄일 수 있습니다.

그러나 매끈한 공은 공기가 면을 타고 부드럽게 흘러가다가 그대로 이탈하게 되므로 공의 뒷부분에 공기의 양이 상당이 줄어듦으로써 압력강화 현상이 많이 나타나서 공이 나아가는 힘을 더 약화시킵니다.

전문적인 용어로 골프공의 딤플은 공기의 흐름을 층류에서 난류로 만들어 줍니다. 이 난류는 공기가 흔들리므로 골프공 뒷분분까지 공기가 잘 흘러들어가게 만듭니다.

Answer 2

안녕하세요. 이애지 과학전문가입니다.

골프 공 표면의 홈이 파여있는 이유는

공을 멀리 날아가기 위해서 입니다.

상식적으로 생각하면 울퉁불퉁한 표면의 공보다

매끈한 표면이 공이 더 멀리 날아갈 것 같죠?

하지만 실제로 공의 표면이 너무 매끈하면

오히려 공기의 저항을 더 많이 받아

공이 멀리 날아갈 수 없다고 합니다.

공이 공기를 뚫고 나아가는 중에는

공의 앞부분과 뒷부분의 압력에

차이가 발생하게 되요.

공에 의해 공기가 압축되는

앞쪽이 상대적으로 고압이 생성되고

이로 인해 공은 뒷쪽으로 힘을 받게 됩니다.

하지만 골프공의 홈들은

공이 공기 중을 날아갈 때

홈에 작은 소용돌이를 만들게 되고

이 소용돌이가 공 주변의 공기를

잘 섞이게 해줘서, 앞 뒤의 압력차를 줄여줍니다.

즉, 이로인해 공기저항을 줄여주죠.

Answer 3

안녕하세요. 박준범 과학전문가입니다.

골프의 종가 영국에서 한 백작이 당시에 늘 사용하던 매끈한 골프공을 사용해 골프를 즐기곤 했습니다.

그런데 그 공을 항상 사용하다 보니 흠집이 많이 나서 더 이상 공 표면이 매끄럽지 않게 되었습니다만 거리는 매끈할 때 보다 훨씬더 멀리 간다는 걸 발견 하게 되었지요

유체 역학에서 보는 관점은 골프공 표면의 무수한 돌기부분에 공이 나아갈때 공기와 접촉시 생기는 난류로 공의 공기와의 저항을 오히려 줄여 준다는 사실을 확인 했습니다.

그래서 저항이 휠씬 줄어든 현재의 골프공이 동일한 힘으로도 더 멀리 날아가는 사실로 모든 골프공의 표면은 오돌토돌로 만들고 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

가장 큰 이유는 두가지입니다.
하나는, 공기저항을 줄여주기 위함입니다.
곰보 형태가 없으면 공기층을 다이렉트로 뚫고 지나가야하는데요,
곰보형태가 있으면 방해하는 공기층을 분산시켜서 뚫을수 있게됩니다.

두번째는, 스핀을 줄이기 위해서입니다.
매끈한 공의 경우 바람의 영향을 받아 공이 휘어져서 날아가게 되는데요,
곰보형태가 있는경우 휘는정도가 덜해집니다.

감사합니다.

Answer 5

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

골프공을 매끈하지 않게 만든 이유는 공을 쳤을 때 공중에서 생기는 공기저항을 줄여 더 멀리 날아가도록 하기 위하여 과학적인 원리를 적용한 것입니다. 표면이 곰보인 골프공이 매끈한 골프공보다 두 배 이상 멀리 날아간다 합니다

Answer 6

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.