골프공이 울퉁불퉁 할까요??

안녕하세요^^

과학을 특히 화학을 공부했고, 학생들에게 한때는 강의를 하여서 지금까지 중학교 문제나 고등학교 화학 위주의 문제를 올렸습니다. 간간히 우주와 비행기에 대해서도 올렸는데, 문제는 학생들에게 도움이 되고자 했는데, 검색에 큰 도움이 안 되는 것 같아서 과학 상식을 간간히 포스팅하면서 검색에 도움이 되고자 합니다.

 

첫 번째로 골프공입니다.

구기종목은 여러 가지가 있죠. 축구, 농구, 야구, 배구, 핸드볼 등등.. 공으로 하는 종목은 많은데... 골프공은 이상하게 다른 공과는 다르게 생겼잖아요... 왜 그럴까요???

골프공이 곰보라고도 하는데, 왜 그럴까요?? 생각해 본 적 있으신가요??

 

골프는 15세기부터 했다네요.. 그럼 15세기에 골프공을 치면 지금처럼 멀리 날아갈까요?? 아니라네요.. 초창기 골프공은 매끈했다고 합니다. 매끄러운 공을 치면 많이 날아가봐야 70m라네요.. 지금의 골프공은 20세기에 들어와서 만들었다고 합니다. 골프공에 깃털을 넣은 매끈한 가죽공을 사용했는데, 클럽에 맞아 움푹 파이고 자국이 나겠죠? 근데, 새 공보다 이런 움푹 파이고 자국이 난 공이 더 멀리 날아가는 것을 알게 되면서 골프공 제작업자들이 공에 홈을 파고 만들기 시작했다고 하네요. 그럼 왜 홈이 파이면 멀리 날아갈까요???

골프공의 최소 직경4.27cm이고, 무게는 최대 45.93g이에요. 탁구공보다 약간 큰 정도 이죠. 이렇게 작은 골프공은 엄청난 속도로 하늘을 날아가는데, 279m를 날아갔는데 4.72초 걸린다고 하네요. 우주왕복선이 279m를 가는데 5.61초, 크루즈 미사일이 10초 걸리는 것에 비하면 엄청 빠른 속도로 날아가는 것 알 수 있죠.

바로 첨단과학이라고 하는데, 골프공 표면에는 딤플(Dimple)이라고 움푹 파인 홈을 있는데, 마치 달표면을 연상하게 하죠. 이런 딤플은 골프공이 공기 중에 보다 오래 떠 있을 있도록 양력을 제공합니다. 공이 날아갈 때 매끄러우면 공의 앞과 뒤쪽의 압력차가 커져서 저항이 생기게 되어 멀리 날아가지 못하죠. 하지만, 딤플이 많으면 공의 앞면에 난류가 생겨 공기의 흐름이 바뀌어 공의 뒷면에서만 압력이 일어나 공기의 저항이 줄어들어 매끈한 공보다 멀리 날아가게 됩니다. 

매끄러운 공과 딤플 공 차이 -네이버 참조

그림을 보시면 매끄러운 공인 경우 공 앞쪽에 압력이 커져서 저항이 크다는 것을 알 수 있고, 딤플이 있는 공은 저항이 작다는 것을 알 수 있죠??

일반적으로 딤플의 개수는 300~500 개인데, 요즘은 딤플의 크기를 크고, 작은 것을 혼합하여 사용한다고 하고, 일부 업체에서는 1000개의 딤플이 새겨진 공도 있다고 하네요. 

이런 딤플 설계는 항공 역할 기술의 집약체로 불리기도 하고, 심지어 유명 골프공 제작업체에서는 미국항공우주국(NASA) 출신의 엔지니어를 고용해 딤플 설계를 맡기고 있다고 합니다. 

 

양력은 비행기가 뜨는 원리인데, 설명하는 방법은 두 가지가 있어요. 베르누이의 법칙으로 설명과 뉴턴의 작용 반작용으로 설명이 됩니다. 왜 두 가지일까요? 바로 비행기가 거꾸로 날기도 하죠? 에어쇼에서 보면 이때 비행을 배면비행이라고 하는데, 베르누이의 법칙으로 설명을 못하기 때문이죠.

나중에 양력에 대해서 비행기 카테고리에서 정리 하도록 할게요^^

 

첫 번째 과학상식이었습니다.

종종 과학상식 올리도록 하겠습니다.^^ 행복한 하루 보내세요^^