①야구공에는 왜 솔기가 있을까
야구경기에서 가장 재미있는 현상은 공의 속도가 시속 수 킬로미터로부터 시속 190킬로미터까지의 범위에 있을 때 일어난다. 공의 속도가 80킬로미터 이하 일 때 공 주위의 기류는 비교적 매끄럽지만 뒤쪽에는 소용돌이가 길게 생긴다. 그러나 시속 320킬로미터를 넘으면 기류는 경계층을 뚫고 들어가고, 경계층에 있는 공기는 대단히 불규칙하게 소용돌이치게 된다. 이 두 상태의 공기 흐름을 정류와 난류라고 부르기도 한다.
야구장에서 볼 수 있는 미묘한 변화는 대부분 정류와 난류 사이의 속도에서 생긴다. 시속 80~190킬로미터로 움직이는 공의 경우 기류는 정류가 될 수도 있고 난류가 될 수도 있는데, 이것은 공의 표면과 운동의 특성에 따라 달라진다. 대체로 난류는 표면이 거칠고 속도가 느릴 때 생기고, 표면이 아주 매끄럽고 속도가 빠를 때에는 생기지 않는다. 놀랍게도 속도가 일정하면 공기의 저항은 난류가 정류의 경우보다 작다. 따라서 속도가 빠른 공은 느린 공보다 공기를 더 많이 밀고 나가야 한다. 야구 경기에서 일반적으로 볼 수 있는 속도인 시속 80~210킬로미터에서는 야구공 크기의 표면이 매끄러운 공 주위에는 저항이 큰 정류가 생기며, 난류는 시속 320킬로미터가 되어야만 발생한다. 그러나 솔기가 있어 표면이 거친 실제 공은 시속 80~210킬로미터 사이에서도 낮은 저항의 난류를 발생시킨다. 따라서 표면에 솔기가 없고 매끈한 공은 실제 야구공만큼 멀리 던지거나 칠 수 없을 것이다.
2012.05.16
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