공에 맞으면 나도 아프다.

배한길 info.elc09@gmail.com 글쓴이의 다른 글 보기

      오늘은 지난 시간에 이어서 운동할때 쓰이는 공에 관련해서 말씀 드리겠습니다.

      지난 시간에 표를 통해서 각각의 공들의 속력에 대해서 말씀 드렸습니다. 물리적으로 속도가 빠른 물체가 에너지를 많이 가지게 되는데 이때 운동 경기중 선수가 날아가는 또는 날아오는 공에 맞는다면 어떤 일이 벌질까요? 배드민턴 공이 최고의 속력을 자랑하는데 날아오는 배드민턴이 보다 저속으로 날아오는 아이스하키 퍽,축구공 또는 야구공이 더 심각한 부상을 야기 할까요? 아니면 그 반대 일까요?

 
      일단 물리적으로 생각해 보면 날아가는 볼이 얼마나 많은 에너지를 가지고 있는냐로 판단 하면 될것 같습니다. 움직이는 물체는 운동에너지(Kinetic  Energy)를 가지게 됩니다. 이것을 수식으로 나타내어 보면 E=1/2mv^2 입니다. 즉 질량에 비례하고 속도의 제곱에 비례한다고 볼수 있습니다.

      그럼 날아가는 배드민턴공과 축구공이 같는 에너지를 한 번 계산해 보겠습니다. 먼저 날아가는 배드민턴 공과 축구공의 속력은 각각 시속330km 와 150km 입니다. 이것을 m/s(초당 날아간 거리를 미터롤 나타냄)으로 변환하면 각각 92m/s 그리고 42m/s 이 됩니다. 그리고 각각 공들의 질량은 배드민턴공이 0.005kg 그리고 축구공이 약 0.45kg 정도 됩니다. 이 두 정보를 운동에너지 구하는 식에 대입하여 보면 각각 23J(배드민턴 공) 그리고 390J(축구 공)의 운동에너지를 가지게 됩니다. 

      실제 속도는 대략 배드민턴 공이 2배정도 빨라 운동에너지로 계산 할때 대략 4배가 크지만 질량이  축구공에 1/100 밖에 되지 않습니다. 다시 말하면 질량은 축구공 보다 100배 작다고 생각하시면 됩니다.
그렇기 때문에 축구공의 속력이 배드민턴의 공의 속도보다 작다고 해도 질량이 크기 때문에 날아가는 축구공이 더 많은 에너지를 가지게 되며 이로인해 선수에게 더 많은 부상을 초래 할수 있습니다.

      실제로 지금 까지 날아가는 배드민턴 공에 맞아 부상한 선수는 찾아 볼수 없지만 날아오는 축구공에 맞아 부상 당한 선수를 심심치 않게 찾아 볼수 있습니다.

      이 주에 걸쳐서 움직이는 공이 가지는 속력과 이때 갖게 되는 에너지에 대해서 이야기 하였는데요. 다음 시간에는 이 두가지를 달리는 자동차에 적용하여 왜 과속이 위험한 지를 간단한 물리식을 이용하여 이야기 해 보도록 하겠습니다.

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