마그누스 효과에 대해 알아보기

마그누스 효과(Magnus effect)

저처럼 구기 운동을 좋아하시는 분들이라면 한 번쯤 

들어보셨을수도 있겠는데요 마그누스 효과라는 전문용어

보다는 야구에서 공을 던지는 투수들의 변화구나,축구선수

들의 바나나킥,테니스나 탁구의 커트등을 연상하시면 더

이해가 빠를 수 도 있겠는데요 오늘은 이 효과에

대해 자세히 알아보도록 하겠습니다.

마그누스 효과란

독일의 물리학자,화확자인 하인리히 구스타프 마그누스가 포탄의 탄도를 

연구하다가 발견하여서 이름이 정해졌으며 물체가 유체(액체,기체) 속에서

회전과 함께 운동을 하게 될 때 물체와 유체 사이에 상대속도가 존재하게

되는 경우에 물체 속도에 수직인 방향으로 물체에 힘이 발생하는 현상을

말합니다.

유체에서 물체의 속도가 증가하게 되면 압력은 감소하고 반대의

경우 물체의 속도 감소시 압력은 증가한다는 베르누이의 법칙을 

참고하셔도 이해에 도움이 될 듯합니다.

원리

공이 시계방향으로 회전하고 오른쪽으로 날아간다고 가정을 해보면 이 때

운동중인 공과 공기간의 충돌로 인해 공의 이동하는 방향에서 반대방향

오른쪽 주변 공기의 흐름이 발생하게 됩니다.

또한 공의 회전으로 인하여

공 표면에 가까이 있는 공기는 공과 같은 방향인 시계 반대 방향으로 움직이게

됩니다.그로인해 공 위쪽 공기는 상대적으로 느려지게 되며 반대로 공 아래쪽

에서는 공에 가까운 공기와 주변 기류가 같은 방향으로 움직이므로 상대적으로

더 빨라지게 됩니다.

적다보니 복잡해 졌는데요 쉽게 말하자면 공이 이동하면서

공기를 지나갈때 공의 회전에 의해 압력차이가 발생하게 되는데 이 때 공이 

압력차로 인해 압력이 높은곳에서 낮은곳으로 휘는 원리라고 생각하시면 될 듯

합니다.

스포츠로 보는 마그누스 효과

야구의 경우 구종중에 '너클볼'이라는 구종이 있는데요 너클볼의 경우 공의 회전이

없기 때문에 특정방향으로 가려는 마그누스의 힘도 존재를 하지 않게 됩니다.그렇기

때문에 공기에 흐름에 따라 공이 움직이게 되며 방향또한 예측할 수 없이 이동하게

됩니다. 

축구의 경우 일명 '바나나킥'이라는 스핀킥이 있는데요 공을 찰 때 회전을 주어서

마그누스 효과를 만들어 수비수 근처에서 공의 궤적이 휘게된다고 합니다.

프리킥 벽을 9.15m로 지정한 이유도 이 때문이라고 하니 스포츠에도 과학적

원리가 적용되어 있슴을 알 수 있어 신기하다는 생각이 드네요.

배구와 테니스에도 공에 톱스핀을 주어 공이 날아가다가 급격히 떨어지게 되는걸

볼 수 있는데요 이도 같은 원리라고 하네요.

이렇게 원리를 알고 나니 운동경기를 더 관심있게 보거나 직접 해보고 싶어지네요

운동분야뿐만아니라 풍력 발전기나 로터 선박의 실린더등에도 활용이 된다고 

합니다.스포츠를 좋아해서 글을 적다보니 많은 걸 알게 되는것 같습니다.

이상으로 글을 마치도록 하겠습니다.