투수들이 던지는 변화구에 깃든 물리학
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- 목차
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연구가정.
1.변화구란?
2. 변화구의 종적인변화
3. 변화구의 횡적인변화
4. 변화구 분석
5. 결론
참고 문헌
- 본문내용
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2. 변화구의 종적인변화
야구공은 둘레가 22.9~23.5cm, 무게는 141.7~148.8g, 반발력은 1.39~1.44m/4m (4미터의 높이에서 대리석판위에 야구공을 떨어뜨려 1.39 내지 1.44미터정도 튀어 올라야 함), 그리고 솔기는 108매듭이 되어야 한다. 이러한 공은 일반적으로 비행을 하게 되면 중력을 비롯한 바람등의 영향을 받게 된다. 145km 날아가는 공은 0.4초면 홈에 도달한다. 이 시간동안 낙하는 공의 거리는 0.784m ~ 1.764m 이다. 공의 표면이 매끄럽다고 가정하고 토크를 무시한다. (#여기서 공의 표면이 매끄럽다는 것은 날아가는 공이 토크를 받지 않는다는것만을 의미한다.)
3. 변화구의 횡적인변화
공의 표면이 매끈하다고 하여 종적인 변화를 간단히 나타내었다. 횡적인 변화는 공의 회전으로 생각할 수 있다. 여기서 과거 박찬호의 ‘라이징 패스트볼’에 대한 논란이 있었을 당시 주로 이용된 매그너스 법칙을 도입한다.
물체의 회전축이 공기의 흐름과 수직을 이루고 있을 때 물체의 유속 및 회전축에 대해 수직으로 힘이 생기는 데 이를 마그누스 힘이라고 부른다. 이 힘으로 비행하는 공이 회전을 할때 회전하면서 비대칭적으로 힘이 발생하여 회전으로 인한 회전 방향으로의 운동의 변화가 생긴다. 이러한 마그너스 힘에 의해 홈플레이트로 던져진 공은 처음 회전을 준 방향에 따라 왼쪽으로 휘기도 하고, 오른쪽으로 휜다. 회전을 위쪽에서 봤을 때 시계방향으로 준다면 1루방향으로 공이 휘게 되고, 시계반대방향으로 회전을 주게 되면 3루 쪽으로 휘게 된다. 그러니까 공은 중력의 영향으로 인해 공은 아래로 90cm이상 떨어지게 되고 속도가 줄어들수록 이 폭은 커지게 된다. 예를 들어 속도 절반인 72km가 된다면 공은 약 3.136m가 떨어지게 된다. 그리고 마그너스 힘에 의해 좌우로 공이 휘게 되는데 이 힘은 물체의 움직임 , 즉 속도에 반비례하고 물체의 회전에 비례한다. 이를 토대로 변화구를 분석해 볼 수있다. (마그너스힘 F= KfvC) 투수는 오른손투수를 기준으로 한다.
4. 변화구 분석
위를 토대로 변화구를 분석해 보자. 먼저 크게 오른쪽과 왼쪽으로 휘는 변화구로 구별을 할 수 있고 또한 횡적인 변화와 종적인 변화의 상대적인 양에 따라 구별할 수 있다. 표 1.1과 같이 분석할 수 있는데, 예를 들어 직구를 150km 이상을 던지는 투수의 슬라이더는 140km 이상이 기록된다. 하지만 직구를 위선수의 변화구인 140km보다 느리게 던지는 투수도 존재한다. 이선수가 던지는 슬라이더는 120km 를 상회한다. 이처럼 변화구는 선수개인의 상대적인 속도로 파악할 수 있다. 120km로 휘어진 공은 어떤 투수에게는 슬라이더가, 그리고 다른 어떤 투수에게는 커브가 될 수 있음을 뜻하는 것이다. 따라서 우리의 연구는 공에 작용하는 힘을 분석하고 이로 인해 구별하는 수준에 한정되었다. 120km의 커브와 130km의 슬라이더 그사이 에 있는 125km의 변화구는 정확히 정의 내릴 수 없다는 것이다. 곧 이는 투수의 투구기술과 관련된 문제가 된다. 곧 물리학적으로 공이 좌우로 휘는 것은 매그
- 참고문헌
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[1] Fluid Mechanics - Crowe Eiger Roberson 1999.6
[2] Physics of Baseball - ROBERT K.ADAIR 2006.9
[2] Analytical Mechanics - Fowles & Cassday 7th Edition
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