야구의 변화구 진행 방향과 베르누이 원리와의 관계

야구의 변화구(Curve ball)진행방향과 베르누이 원리와의 관계

먼저 베르누이 원리는... 쉽게 생각해서 유속이 빨라지면 그만큼 압력이 낮아지게 되고, 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 입자의 흐름이 생기게 되죠. 힘이 작용한다는 뜻입니다. 던진 공의 운동에 대해서는 상대 운동도 생각해야 됩니다. 그림 (a)와 같이 회전하지 않는 공이 오른쪽으로 날아가고 있으면, 날아가는 공은 왼쪽으로 불어오는 바람을 맞는 것과 같습니다. 공이 그림 (b)와 같이 회전하는 경우에는 공의 표면에 실밥 등에 의한 마찰로 주변 공기가 공의 회전과 같은 방향으로 회전하게 됩니다. 따라서 회전하는 공이 날아가고 있을 때의 상황인, (a)와 (b)의 합성이 그림 (c)와 같이 나타나게 됩니다. 공의 위쪽 방향은 상쇄되어 공기 유속이 낮아지게 되지만, 아래쪽은 유속이 보강되어 더 빨라지게 됩니다. 따라서 아래쪽의 기압이 낮아지게 되고, 힘은 아래쪽으로 작용하게 됩니다. 그림 (d)는 테니스나 탁구에서 주무기로 사용되는 드라이브의 원리를 나타내는 것입니다. 볼이 진행할 방향으로 회전을 주는 탑스핀을 걸면서 살짝 들어올려 치면, 공이 조금 올라가다가 뚝 떨어지는 효과를 보는 것이죠. 게다가 바운드되면서 탑스핀의 영향으로 선속도 증가형태로 나타나 충분히 되튀지 못하고, 낮게 깔려가게 되므로 상대선수가 받아치기가 힘들게 됩니다. 야구에서는 너클볼이 바로 이와 같은 원리로 투구되어 집니다. 손가락으로 공을 튕겨내듯이 탑스핀을 주어, 아주 낙차큰 커브를 만들어 냅니다. 역회전볼이나 스크루볼과 같은 변화구는 그림 (e)와 같이 공의 진행 방향에 대해 수직으로 회전을 걸어준 것입니다. 그림의 투수가 오른손 투수였다면, 현재 역회전 볼을 던지는 것입니다. 손 모양은 공의 왼쪽 실밥 부분을 검지와 중지로 쥐어 던지는 순간 시계방향으로 회전토록 하는 것입니다. 이렇게 함으로써 공의 오른쪽 부분의 기압이 낮아지게 되고, 공은 오른쪽으로 휘게 됩니다. 참고로 투수들이 싱커(공이 무회전하는 것)를 던지게 되면, 공에 부닥치는 공기의 흐름이 모든 방향에 대해 평형을 이루게 됩니다. 하지만 투수와 포수와의 18m거리까지 바람이나 지열로 공기의 흐름이 일정할 수는 없고, 약간의 변화가 생기게 되면서 그 변화에 따라 공의 진로가 임의로 나타나는 것을 이용하는 것입니다.