축구 속 물리학: "불가능한" 프리킥 - Erez Garty

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1997년에, 브라질 축구 선수 호베르투 카를루스는 35미터 거리에서 프리킥을 준비했습니다. 골대를 향한 직선 경로는 없었죠. 카를루스의 킥은 선수들을 피하면서도 경계를 벗어나기전에 왼쪽으로 꺾여 골대안으로 들어갔습니다. 어떻게 한 것일 까요? Erez Garty는 축구 역사상 가장 멋진 골 중에 하나에 담긴 물리학을 설명합니다.

강연 Erez Garty, 동영상 TOGETHER.

1997년, 프랑스와 브라질의 경기에서

젊은 브라질 선수, 호베르투 카를루스는

35미터 거리에서 프리킥을 준비합니다.

골대로 가는 직선 경로는 없었습니다.

카를루스는 불가능해
보이는 것에 도전합니다.

그의 킥은 공을 선수들
옆을 지나게 했지만

경계를 벗어나기 직전에 좌로 꺾었고,

골대 안으로 들어갔습니다.

뉴턴의 운동 제 1법칙에 의하면,

물체는 외부에서 힘을 가하지 않는 이상

가던 방향과 속도로 운동합니다.

카를루스가 공을 찼을 때,
그는 방향과 속도를 부여했습니다.

어떤 힘이 공의 방향을 바꾸게 해서

스포츠 역사에서 가장 멋진
득점 중 하나로 기록되었을까요?

트릭은 회전이었습니다.

카를루스는 공의 우측 하단을 찼습니다.

공을 오른쪽 높이 보냄과 동시에
그 축을 기준으로 회전하게 했죠.

공은 직선 경로로 비행을 시작했습니다.

공기가 양쪽에서 흘러서
공의 속도를 느리게 했죠.

한 쪽에서는 공기가
공의 회전과 반대로 흐름으로써

압력을 높였고,

반대 쪽에서는 공기가
회전과 같은 방향으로 흐름으로써

낮은 압력을 만들었습니다.

이 차이는 공이 압력이
낮은 쪽으로 꺾이게 만들었습니다.

이 현상을 마그너스(Magnus)
효과라고 부릅니다.

바나나 킥이라고도 불리는
이런 종류의 킥은

자주 시도되고,

아름다운 경기를 아름답게 만드는
요소 중에 하나입니다.

하지만, 장애물을 피하고
다시 골대 안으로 들어가게

공을 꺾는 것은 매우 어렵습니다.

너무 높다면 골대 위로 넘어가 버리고,

너무 낮다면 골대에 닿기 전에
땅에 떨어집니다.

너무 치우친다면
골대에 닿지도 못할 것이고,

덜 치우친다면
수비수들이 막을 것입니다.

너무 느리다면 너무 일찍
꺾어지거나 꺾어지지 않고,

너무 빠르다면 너무 늦게 꺾어집니다.

이와 같은 물리 법칙이

또다른 불가능해 보이는
득점을 가능케 했습니다.

바로 어시스트 없는 코너킥이죠.

마그너스 효과는 아이작 뉴턴 경에 의해
처음으로 기록되었습니다.

1670년 당시 그는
테니스를 치다가 발견했죠.

이러한 것은 골프공, 프리즈비,
야구공에도 적용됩니다.

모든 경우에 같은 일이 벌어집니다.

공의 회전은 주위의 공기흐름에
압력차를 만들고,

그것은 회전 방향으로
공을 휘어지게 합니다.

여기서 질문.

이론적으로 공을 충분히 강하게 찬다면

부메랑처럼 다시 당신에게
돌아오게 할 수 있을까요?

안타깝지만, 아닙니다.

공이 충격 때문에 산산조각나거나,

장애물에 부딪히지 않는다고 하더라도,

공기가 공을 느리게 하면서

공이 굴절되는 각도는
점점 커질 것입니다.

마지막에 멈출 때까지,

점점 더 작은 원을 돌게 만들죠.

그리고 그런 나선을 만들기 위해서는

역사에 길이 남을 카를루스의 킥보다

공을 15배 이상
더 빠르게 회전시켜야 하죠.

행운을 빕니다.