호기심 ?!

=골프공은 왜 표면이 매끄럽지 않고 울퉁불퉁할까요.

=거의 모든 운동경기의 볼들은 표면이 매끄러운 반면 골프공은 움푹움푹 들어간 표면을 가진 곰보모양을 하고 있죠. 이 곰보모양의 구조가 골프공의 저항을 줄여 공을 멀리 보내는 역할을 합니다.

공기 저항에는 두 가지 종류가 있습니다.

공의 앞.뒤 표면에 작용하는 압력의 차이 때문에 생기는 형상저항으로 이것은 물체의 모양에 따라 다르게 나타납니다.

두 번째는 공기와 공의 마찰로 인해 발생하는 마찰저항입니다.

공은 형상저항이 전체저항의 대부분을 차지하므로 이 형상저항을 줄여주면 멀리 날아가게 됩니다.

공이 날아갈 때 공기는 공의 표면을 따라 흐릅니다.

그러나 공의 속도가 커지면 공기의 흐름은 공의 중간쯤부터 표면에서 멀어지게 되죠. 그러면 공의 중간 이후부터 공기의 속도가 급격하게 떨어지고, 공기 흐름의 방향이 바뀌어 공 뒤쪽의 압력이 떨어집니다.

그러면 공의 앞쪽에는 높은 압력이 나타나고, 뒤쪽에는 낮은 압력이 발생하여 큰 형상저항이 형성되므로 공은 멀리 날아갈 수가 없습니다.

공의 표면에 돌기를 주면 앞 표면에서 난류가 발생하여 공기의 섞임이 활발하게 이루어져 공기의 흐름이 바뀌는 것이 공의 뒤쪽에서만 이루어집니다.

이렇게 되면 공의 형상저항이 감소하여 공은 멀리 날아 갈 수 있게 되는 것입니다.

그렇다면 날아가는 모든 물체의 표면을 곰보로 만들면 공기저항을 줄일 수 있을까요. 과학자들의 실험결과 돌기를 만들어도 물체의 크기와 속도에 따라 형상저항이 감소하는 것이 있고 그렇지 않은 것이 있다는 사실을 밝혀냈습니다.

실제로 총알의 표면에 돌기를 만들면 날아가는 거리는 더 떨어집니다.

그러나 골프공의 경우는 매끈한 공보다 곰보형의 공이 두배 이상 멀리 날아갑니다.

한국과학문화재단(www.scienceall.com)