야구공 잡는 물리학적 비법

얼마 전부터 장래희망이 과학자에서 메이저리그 야구선수로 바뀐 규용이는 요즘 무척 신이 난다. 프로야구 선수인 외삼촌이 글러브와 야구방망이를 사줬기 때문이다. 또래 아이들과의 달리기에서 져본 적 없는 규용이의 목표는 매년 도루를 50개씩 하는 4할 타자. 오늘은 외삼촌이 특별훈련을 시켜줬다.

“깡~!”

야구공이 높이 뜬다. 규용이는 뜬공을 잡기 위해 이리저리 달려보지만 공은 번번이 전후좌우 빈자리로 떨어진다. 슬슬 부아가 치미는 규용이.

“외삼촌! 공 좀 잘 쳐봐요. 계속 이상한 데 떨어지잖아요!”
“허헛! 야구를 보렴. 공이 수비수 있는 데로만 떨어지니? 아무리 먼 곳에 떨어져도 전력 질주해 다이빙하며 잡는 선수들 못 봤어? 야구는 잘 치고 잘 달린다고 해서 주전선수가 되지는 않아. 수비도 잘 해야지. 발 빠른 규용이는 수비만 잘하면 최고의 외야수가 될 수 있을 텐데….”

“그래도 하늘 높이 뜬 공은 어디에 떨어질지 도무지 모르겠어요.”
“많이 연습하면 감이 올 텐데 말이야.”
“아니에요! 감으로만 운동을 하는 시대는 지났어요. 요즘 뉴스나 신문에 나오는 국가대표 선수들의 훈련 방법을 보면 과학적인 분석과 그에 따른 연습방법 등으로 좋은 성과를 많이 내잖아요. 야구에서도 과학적인 운동방법이 있을 거에요.”

“응. 사실 있어. 야구의 종주국인 미국에서는 야구와 관련된 연구가 많거든. 외삼촌도 이를 종종 참고한단다.”
“알려주세요! 알려주세요!”

“먼저 뜬공을 잘 잡는 법에 대해 알아볼까? 일단 공이 배트에 맞은 직후의 움직임이 중요해. 공이 배트에 맞아 떠오르는 순간 1~1.5초 정도 앞이나 뒤로 조금씩 움직이면 낙하지점을 찾는데 도움이 된단다.”

“왜요?”

“가만히 서있는 사람은 공의 속도를 계산하기 힘들어. 공의 크기가 작고 거리가 멀어 위치 변화를 정확히 파악하기 어렵기 때문이지. 하지만 조금씩 앞이나 뒤로 움직이면 바라보는 위치가 달라지기 때문에 공의 ‘속도’를 가늠할 수 있어. 예를 들어 조금씩 뒤로 물러나는데도 공이 계속 위로 올라가는 것처럼 보이면 그 공은 더 뒤로 날아갈 확률이 높단다. 그때는 더 뒤로 뛰어가야지.”

“아! 그렇구나! 그럼 좌우로 빗나가는 공은요?”
“그것도 공이 배트에 맞은 직후 오른쪽이나 왼쪽으로 천천히 움직이면 공을 쫓아가는데 도움이 된단다. 사람이 어떻게 원근감을 느끼는지는 알고 있지?”

“그럼요. 양쪽 눈에 보이는 영상이 달라서 이를 통해 입체감을 느끼잖아요.”
“그래. 그런데 바라보는 물체의 거리가 멀면 어떻게 될까? 상대적으로 눈과 눈 사이의 간격이 좁아서 영상에 큰 차이가 없지.”

“아! 그래서 몸 전체가 좌우로 움직이면 입체감을 더 많이 느낄 수 있는 거군요!”
“암. 역시 과학자가 꿈이었던 규용이는 이해가 빠르네. 그럼 공의 움직임에 대한 한가지 힌트를 더 줄게.”

“좋아요. 좋아요.”
“공은 야구 방망이에 맞은 뒤 회전이 생기거든. 이 회전이 공의 움직임을 변하게 만든단다. 아까 외삼촌이 친 공을 받을 때 공이 좌우로 휘는 것을 봤니?”
“네. 공이 회전하면 진행방향으로 회전하는 쪽 압력이 높아져 반대로 휜다는 것은 알아요. ‘베르누이 원리’죠?”

“외삼촌은 원리 이름까지는 모르겠다만…. 어쨌든 야구공도 실밥에 걸리는 공기저항 때문에 회전에 따라 변화가 심하단다. 그래도 좌우로 휘는 공은 예측이 조금 쉬웠지?”
“네. 중간을 기준으로 왼쪽으로 날아오는 공은 왼쪽으로 휘고 반대쪽도 마찬가지였던 것 같아요.”

“그럼 앞뒤로 휘는 공은 어떨까?”
“엥? 그런 공도 있나요?”

“많아. 뜬공은 대개 야구 방망이 윗부분에 맞은 거겠지? 그렇다면 공의 위쪽은 진행 반대방향으로 회전해. 그럼 공 윗부분과 뒷부분의 압력이 낮아지지. 그래서 가까운 거리의 뜬공, 내야 뜬공이라고 할까, 이런 공은 포물선의 궤적보다 위쪽으로 솟아 오른 뒤 정점 부근에서 회전이 약해지면 중력에 이끌려 땅으로 뚝 떨어진단다.”

“헐.”

“포수 위 뜬공은 더 복잡해. 공이 올라갈 때는 뒷부분의 압력이 낮아 포수를 향해 휘지만 땅으로 떨어지기 시작하면 앞부분의 압력이 낮아져 투수 쪽으로 휘며 필기체 L자 형태의 궤적이 된단다. 그래서 포수는 이런 타구를 투수 쪽을 등지고 잡는 경우가 많아.”

“외삼촌!”

“응?”

“야구 너무 어려운 스포츠인데요?”

“그래도 여러 번 공을 받으며 익숙해지면 규용이가 무시하는 ‘감’이 생기지. 규용이의 언어로 풀자면 ‘기억된 정보를 바탕으로 뇌가 빠르게 계산해 근육으로 전달하는 초고속 통로’랄까? …그럼 연습을 계속하자. 일단 외야 뜬공 100개다. 뛰어!”

-글 : 전동혁 과학칼럼니스트
- 기사제공: 한국과학기술정보연구원(KISTI) ‘과학향기’

KISTI

이서영 대전관평초등학교 / 5학년 2010-04-23 15:47:24 | 우와~야구에도 이런 원리가 있었네요^^ 허정운 대전오류초등학교 / 6학년 2010-04-22 22:56:05 | 저도 꿈이 프로 야구 선수인데 완전공감합니다!!! 김민영 신구중학교 / 1학년 2010-04-22 22:52:02 | 재미있어요. 잘 읽었습니다. 성유진 서울반포초등학교 / 6학년 2010-04-21 20:12:05 | 재미있었습니다. 박영주 인천화전초등학교 / 5학년 2010-04-20 21:49:14 | 제 동생에게도 가르쳐줘야겠네요~ 김민중 서해중학교 / 1학년 2010-04-20 21:04:09 | 저 야구 팬이라 잼있게 봤어요ㅎㅎㅎ 허정운 대전오류초등학교 / 6학년 2010-04-20 18:31:43 | 야구에 대한 내용이라 너무 재미있게 보았어요.. 전현우 영훈중학교 / 1학년 2010-04-20 00:55:14 | 정말 재미있었어요~ 이예은 동학중학교 / 2학년 2010-04-19 22:32:54 | 야구에 대해 재미있게 잘 읽었습니다. 양소영 송정초등학교 / 6학년 2010-04-19 18:30:00 | 야구 좋아하는 친구들에게 추천해줘야겠어요. 정영준 서울장위초등학교 / 6학년 2010-04-19 17:59:01 | 저도 요즘 아빠와 글러브를 끼고 공 던지기 연습을 하고 있습니다. 안경을 껴서 소프트 공으로 하고 있습니다만. 어느 정도 숙련되면 진짜 야구공으로도 할 수 있겠지요.그 날이 빨리 오기를 ... 최강희 장덕중학교 / 1학년 2010-04-19 17:08:08 | 형과 저의 대화는 거의 야구에요 형한테 아는척 해야 겠네요..^^ 잘 읽고 갑니다 김도연 2010-04-19 15:38:39 | 저는 너무너무 야구를 좋아한답니다~!(예능프로 천하무적야구단을 보다보니 좋아하게 되었어요~!)또한 저희 동생도 좋아하지요. 지금도 야구하고 놀고 있어요. 저희 동생에게 알려주어야 겠어요. 추천합니다~! 김혜민 서울반원초등학교 / 6학년 2010-04-19 10:47:47 | 야구를 좋아하다 못해 사랑하는 우리 동생에게 알려주면 좋겠네요^^추천하고 갑니다.. 김성동 성동초등학교 / 4학년 2010-04-18 15:21:46 | 저두 야구 정말 좋아하는데, 어느 분야에서나 이렇게 과학이...ㅋㅋㅋ 이채정 서현초등학교 / 6학년 2010-04-16 17:39:27 | 재미있게 읽었어요~ 전 야구 좋아하는데 감사합니다. 이채정 서현초등학교 / 6학년 2010-04-16 17:39:06 | 재미있게 읽었어요~ 전 야구 좋아하는데 감사합니다. 박찬미 개포초등학교 / 6학년 2010-04-16 15:40:28 | 우와 야구를 이렇게!! 좋은 글 주셔서 감사합니다. 김기오 학성중학교 / 1학년 2010-04-15 23:36:42 | 야구를 좋아하는 저에게는 아주 좋은 글이네요^^ 이승목 대구중앙초등학교 / 5학년 2010-04-15 20:02:10 | 재미있게 잘 읽었어요^^ 조유빈 서울문정초등학교 / 6학년 2010-04-15 18:00:19 | 같이 운동을 하는 친구들한테도 이 기사를 읽어보라고 해야겠어요! 곽채원 한양초등학교 / 6학년 2010-04-15 16:00:44 | 내친구가 좋아하겠어요    1 | 2