골프공에 여러개의 홈이 나있는 과학적 이유가 뭔가요?

Question

스포츠중에 구기종목을 보다보면 다양한 공모양이 있는데 표면이 한결같이 매끄럽던데요. 골프공을 보면 여러개의 홈이 패어 있는데 이건 어떤 과학적 이유가 숨겨져 있는지 궁금해요.

검붉은코뿔소 34 · Accepted Answer

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.해당 홈을 추가함에 따라 바람에 의한 저향을 최소화하게 됩니다. 해당 홈의 형상이나 갯수 등도 모두 디자인된 것이며 이에 따라 공의 성능에도 차이가 나게 됩니다.

쌈박한오릭스46 · Answer

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 골프 공에 파인 작은 홈 딤플이라고해서 공기 저항을 감소시킨다고 합니다. 저항은 공 뒤쪽에 생기는 소용돌이 때문에 발생하는데요. 소용돌이가 생기면 공기의 압력이 내려가고 공을 뒤쪽으로 잡아당기는 저항력이 발생합니다. 그런데 공의 딤플들은 공에서 가장 가까운 공기의 경계층 자체에 난기류를 형성해줍니다. 경계층은 공의 뒷부분으로 돌아가며 분리되는데요. 난기류가 형성되면서 경계층의 분리를 지연시켜주고 그 결과 공 전체의 기압 차이가 감소하게 돼 항력이 줄어듭니다. 즉, 딤플이 있으면 공 뒤쪽에 소용돌이가 잘 생기지 않아 공기 저항이 감소합니다. 이 덕분에 골프공 뒤에서 발생하는 후류의 폭이 줄어듭니다. 공 전체의 기압 차이가 감소하고 그 결과 딤플공의 항력은 표면이 매끄러운 공의 절반으로 줄어듭니다.

골프공의 딤플 문양은 골프공의 회전, 즉 스핀으로 생긴 힘을 더 강화시켜줍니다. 스핀은 임팩트 순간 볼이 헤드면에서 미끄러지며 생깁니다. 참고로 임팩트란 골프채의 평평한 면인 클럽(골프채) 페이스로 공을 칠 때 순간적으로 발생하는 충돌을 말하는데요. 임팩트 순간 골프공에는 면과 수직이 되는 항력이 발생합니다. 이때 클럽 헤드는 이 항력 방향으로 이동하지 않고 오히려 전혀 다른 방향으로 치우치게 되는데요. 이 두 방향의 차이 때문에 공에 스핀이 걸리게 됩니다. 공에 스핀이 걸렸을 때 공 주변의 공기는 공과 함께 회전하는데요. 공 위쪽에서 공기의 유속은 빨라지는 반면 공의 아래쪽에서는 느려집니다. 유속이 빠라지면 압력은 그 속도의 제곱에 비례해 낮아지는데요. 이를 '베르누이의 정리(Bernoulli's theorem)'이라고 합니다.

출처 : 이웃집과학자 - 골프공은 왜 저 모양일까

짙푸른보석새82 · Answer

안녕하세요. 문지현 과학전문가입니다.골프공에 홈이 패여있는 이유는 공기저항을 줄이기위해서 입니다. 골프 공이 공기 중을 날아갈 때에는 표면에 파인 홈에서 아주 작은 소용돌이들이 생겨나고, 이 소용돌이들은 공 주변의 공기를 잘 섞이도록 해주기 때문에 공의 앞과 뒤의 압력 차이가 줄어들고, 공기의 저항도 적게 받게됩니다.

탈퇴한 사용자 · Answer

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.스포츠 중 구기 종목을 관찰하다 보면 다양한 공 모양을 볼 수 있습니다. 표면이 매끄럽고 균일한 공들이 많은데 이는 공의 비행 경로와 정확성을 높이기 위한 과학적 설계입니다. 예를 들어 골프공은 여러 개의 홈이 패어 있는데 이는 공의 비행 경로를 안정적으로 만들어주는 역할을 합니다. 골프공이 비행하는 동안 공기의 압력 차이로 인해 발생하는 회전력을 제어하고 이를 통해 공의 비행 경로를 조절할 수 있습니다. 그리고 홈이 있는 공의 표면적이 증가하면서 공의 공기 저항력이 감소하게 되어 더 멀리 날아갈 수 있게 됩니다. 따라서 골프공에 여러 개의 홈이 있는 과학적 이유는 공의 비행 경로와 정확성을 높이기 위한 것이며 이를 통해 더 좋은 성능을 발휘할 수 있도록 설계되었습니다. 감사합니다.도움이 되셨다면 아래 추천과 좋아요 부탁드립니다.

신기한친칠라145 · Answer

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.골프 공 표면에 수많은 홈이 파여 있는 이유는 공을 멀리 날아가게 하기 위해서예요. 얼핏 생각하면 울퉁불퉁 곰보처럼 생긴 공보다 매끈한 공이 더 멀리 날아갈 것 같지요?하지만 그렇지 않아요. 공의 표면이 너무 매끈하면 오히려 공기 저항을 받는 부분이 많아, 멀리 나아가지 못하고 떨어진답니다. 공기 속을 날아가는 공은 공기를 헤치고 나아가기 때문에 앞과 뒤에서 받는 압력에는 차이가 있어요. 앞부분의 압력이 뒤보다 더 커지게 되는데, 이로 인해 공은 앞으로 더 나아가지 못하는 것이죠.골프 공에 울퉁불퉁하게 파인 홈들은 공기 저항을 줄여 주는 역할을 해요. 골프 공이 공기 중을 날아갈 때에는 표면에 파인 홈에서 아주 작은 소용돌이들이 생겨나는데, 이 소용돌이들은 공 주변의 공기를 잘 섞이도록 해 주어요. 그래서 공의 앞과 뒤의 압력 차이가 줄어들고, 공기의 저항도 적게 받아요.이러한 원리 때문에 울퉁불퉁한 골프 공은 매끄러운 공보다 훨씬 더 멀리 날아갈 수 있는 거예요.

되알진개미새214 · Answer

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.골프공 표면에 있는 홈은 공의 비행 특성을 최적화하는데 핵심적인 역할을 합니다. 매끄러운 표면을 가진 공은 공기를 더 많이 밀어내야 하고 이는 공을 더 많은 공기 저항에 부딪히게 만듭니다. 홈이 있는 골프공은 다음과 같은 이유로 공기 저항을 더 효과적으로 최소화합니다.홈은 공 주변에 난류 층을 생성합니다. 이 난류 층은 공이 공기 중을 빠르게 지나갈 때공 주변의 공기를 잡아당겨 공이 날아가는 방향을 좀 더 바짝 따라갑니다.골프공 뒤쪽의 압력이낮아지는 현상인 후류가줄어들어 공에 작용하는 항력이 감소합니다. 난류 층은 공 뒤쪽의 공기 분리 지점을 뒤로 밀어내어 후류 영역을 줄입니다.항력 감소로 인해 골프공은 더 멀리 나아갈 수 있습니다. 항력이 줄어들면 공이 속도를 더 오래 유지할 수 있으며 이는 전반적인 비행 거리를 증가시킵니다.난류 층은 골프공이 더 안정적인비행 경로를 유지하도록 도와줍니다. 불안정한 비행은 거리와 정확성을 떨어뜨릴 수 있기때문에 안정적인 비행은 중요합니다.홈은 또한 공의 리프트를 증가시킵니다. 골프공이 회전할 때 홈은 공기 흐름에 영향을 미쳐 마그누스 효과를 증대시키고 여기에 의해 생성되는 리프트로 인해 공이 더 높이 비행할 수 있게 됩니다.이러한 이유들로 홈이 있는 골프공은 매끄러운 표면을 가진 공보다 훨씬 더 원하는 방향과 거리로정확하게 타격할 수 있게 해줍니다. 디자인의 최적화는 과학적 실험과 컴퓨터 모델링을통해 이루어지며 골프공 업체들은 이러한 과학적 원리를활용하여 더욱 성능이 향상된 골프공을 만들기 위해 지속적으로 연구개발을 수행하고 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.

멋쟁이야나는 · Answer

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.골프공의 표면에 있는 홈은 공의 안정성을 높여줍니다. 공이 타격되면 홈이 공과 지면 사이의 공기를 압축시키고, 이 압력은 공을 안정시켜서 직진성을 유지할 수 있도록 도와줍니다. 또한, 홈이 있는 표면은 공이 지면과의 마찰을 줄여주어 더 멀리 날아갈 수 있도록 도와줍니다.그리고 공이 타격되면 홈이 공과 클럽 헤드 사이의 표면적 접촉을 줄여주어 스핀을 생성할 수 있습니다. 스핀은 공의 비행 경로와 흐름을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.

사랑의홍학123 · Answer

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.골프공 표면에 여러 개의 홈(딤플)이 있는 이유는 공기 저항을 감소시켜 비거리를 늘리기 위해서입니다 딤플이 없는 매끄러운 공의 경우, 공이 날아가면서 뒤쪽에 소용돌이가 발생하여 공기 저항이 증가합니다. 이는 공의 속도를 감소시키고 비거리를 줄이는 요인이 됩니다. 반면, 딤플이 있는 골프공은 다음과 같은 과학적 원리를 통해 공기 저항을 줄이고 비거리를 늘립니다.

굳세어라 울퉁불퉁 침팬치 · Answer

안녕하세요. 박성학 과학전문가입니다.골프공에 있는 홈은 보통 약 350~500개 정도에서 많게는 1000개까지도 파여있습니다. 이 홈을 딤플(dimple)이라고 하는데 딤플은 골프공의 비거리에 영향을 줍니다. 골프공의 공기저항력을 줄여주어 공이 멀리 똑바로 날아가게 만들어 줍니다

귀중한대벌래33 · Answer

안녕하세요. 김찬우 과학전문가입니다.골프공의 홈을 딤플 이라고 부릅니다. 쉽게 설명하면 골프공이 멀리 나갈 수 있게 공기의 저항을 줄여주는 역할을 합니다. 울퉁불퉁한 표면이 날아갈때 공기에 대한 저항을 줄여주게 되는데 이는 비거리가 상승되는 효과가 발생 합니다. 매끈한 공의 경우 공기를 뚫고 지나갈때 공의 뒷면의 일정한 공간에 공기가 모이게 되어 소용돌이가 생기게 됩니다. 이러한 소용돌이가 공을 나아가게 하는 것이 아니라 공을 뒤로 잡아당겨 비거리가 줄어들게 됩니다. 하지만 딤플이 있는 공의 경우 공기를 뚫고 지나갈때 딤플이 만들어내는 난기류 때문에 공뒤에 생기는 공기층(소용돌이)이 생성되지 않아 공의 추진력을 방해하지 않습니다.  그래서 딤플이 있는 공이 더 멀리 나갈 수 있습니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드리며, 도움이 되셨다면 '추천'과 '좋아요' 부탁드리겠습니다. 추가로 궁금하신 사항이 있으시면 언제든지 댓글달아주시면 답변 드리겠습니다:)