[시선뉴스 조재휘 / 디자인 최지민] 현재 프로야구 시즌이 한창이며 LA다저스의 투수 류현진 선수도 미국프로야구에서 맹활약하고 있다. 류현진 같은 투수들은 저마다의 빠른 강속구와 변화무쌍한 변화구를 구사하여 포수 글러브로 공을 꽂아 넣는다.

특히 각기 다른 방향으로 움직이며 타자가 치기 어렵게 만드는 변화구! 과연 변화구는 어떤 원리로 움직이는 것일까?

변화구는 물리적인 법칙인 ‘베르누이의 정리’를 따르는데 유체의 속력이 증가하면 압력은 감소한다는 법이다. 공에 회전이 걸리면 공의 진행 방향과 회전 방향에 따라 공기의 속도가 달라지며 공이 휘게 된다.

직구에서 갑자기 아래로 떨어지는 싱커볼을 통해 원리를 알아보면 투수가 싱커볼을 던질 때 공의 윗부분이 공이 가는 방향과 같은 방향으로 회전하도록 변화구를 던진다. 공의 윗부분은 공기가 지나가는 방향과 공의 회전 방향이 반대가 되기 때문에 그 속력이 늦어진다.

하지만 공의 아랫부분은 공기가 지나가는 방향과 공의 회전 방향이 일치하므로 위쪽에 비해 공기가 지나가는 속력이 빨라진다. 따라서 공의 아랫부분의 압력은 감소하게 되면서 유체는 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 속성으로 인해 공이 아래로 떨어지게 되는 것이다.

그래서 야구공을 좌우로 휘어지게 하려면 옆 회전을 시키면 된다. 왼쪽으로 휘어지게 하려면 왼쪽의 압력이 오른쪽보다 약해야 한다. 오른쪽에서 미는 힘이 더 커야 야구공이 왼쪽으로 휘어질 수 있기 때문이다.

이러한 변화구의 위력은 공이 홈 근방에 왔을 때 더 크게 발휘된다. 투수가 공을 던진 순간에는 공의 직진 속도가 회전 속도에 비해 매우 빠르기 때문에 공은 직진한다. 하지만 공이 나아가면서 홈 근방에 도달했을 때는 속도가 떨어지고 상대적으로 회전 속도가 강해지므로 공이 휘어지는 것이다.

그리고 야구공은 여러 개의 가죽이 실로 단단히 꿰매 만들어지는데, 투수들은 이 실밥을 손톱으로 꽉 잡아 공을 던지면서 회전을 유도한다. 이렇게 투수들은 실밥을 통해 공을 회전시키고 있었던 것이다. 그뿐만 아니라 실밥은 공 주위의 공기를 회전 방향으로 같이 돌게 해 회전력을 높이는 중요한 역할도 한다. 바로 이 실밥이 변화구를 만드는 핵심인 것이다.

물론 야구에서만 해당하는 것은 아니다. 이외에도 축구공, 테니스공, 동그란 무늬를 치밀하게 패인 골프공 등 베르누이 정리를 활용한 사례는 주위에서도 흔히 볼 수 있다.

공 하나에도 과학적 원리가 숨어있는 것을 알 수 있다. 공의 회전 속도, 회전 방향, 초기 속도 등의 조합을 훈련을 통해 익힌다면 누구나 변화구를 던질 수 있다. 마운드 위에 서 있는 투수들은 공을 던지기 전 이런 과학적 원리를 마음속으로 계산하고 있는 것은 아닐까.

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