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화성에서는 축구공이 반대로 휜다? 목록

화성에서 축구공에 회전을 주면 공이 지구와는 반대방향으로 휜
다는 연구결과가 발표됐다.
미래에 행성간 축구경기가 화성에서 열린다면 베컴 같은 세계
최고의 축구선수도 공이 자신의 감각대로 움직이지 않아 애먹
을 수 있다는 연구결과가 유체물리학 저널인 ‘피직스 어브 플
루이딕스’ 3월호에 발표됐다. 스웨덴 왕립공학원 기계공학자
칼 보그 박사 연구팀은 화성과 같은 희박한 대기 조건에서 회전
을 준 공은 지구에서와 반대방향으로 휜다는 점을 밝혀냈다.

축구뿐 아니라 야구, 골프, 테니스 등 각종 구기 스포츠는 공
에 회전을 줌으로써 진로방향을 휘게 하는 효과를 이용한다. 회
전하는 공이 공기를 뚫고 나아갈 때 부분에 따라 상대적으로 이
동속도가 차이가 나기 때문이다. 즉 회전방향과 진행방향이 같
은 공의 부분은 진행방향과 회전방향이 다른 부분보다 더 빠르
다. 이때 공의 빠른 부분에서는 느린 부분보다 공기와의 마찰
이 커 공기의 흐름이 느려지므로 압력이 더 높다. 따라서 회전
방향과 진행방향이 서로 다른 쪽으로 공이 휘게 된다. 이를 마
그누스 효과라고 한다.

그런데 연구팀은 화성과 같이 대기가 희박할 경우 마그누스 효
과보다 공기 분자와의 충돌 효과가 커진다는 사실을 밝혀냈다.
희박한 대기에서는 공기 분자가 먼 거리를 이동해야 서로 충돌
할 수 있다. 만약 충돌에 필요한 거리가 공의 지름보다 길면,
공이 진행하는 앞부분에 뒷부분보다 더 많은 분자가 충돌한다.
이때 공의 앞부분에서는 분자가 공의 회전방향으로 튀어나간
다. 그러면 공은 분자가 튀어나간 방향과 반대로 힘을 받는다.
바로 지구에서 휘는 방향과 반대가 되는 것이다. 지구와 화성
의 중간쯤 되는 공기 밀도에서는 분자의 충돌 효과와 마그누스
효과가 평형을 이뤄 회전을 준 공이 휘지 않게 된다.

출처 : 과학동아 2003년 3월 편집부

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