골프공 울퉁불퉁 이유
골프 공도 처음에는 다른 공들과 마찬가지로 표면을 매끄럽게 생겼었느네요
새로 산 매끄러운 공을 자꾸 치다 보면 공이 닳게 되고 표면이 거칠게 변했죠.
사람들은 오래 되어 표면이 거칠어진 공이 매끈한 새 공보다
멀리 날아간다는 사실을 알게 되었고 그렇게 해서 지금의 골프공이 탄생되었답니다.
골프공뿐 아니라 모든 공이 무한정 날아가지 못하는 것은 공기의 저항을
받기 때문인데요. 공기가 없는 달에서는 지구에서와 같은 힘으로 골프공을
칠 경우 지구에서보다 더 멀리 날아 간다네요
공기 저항에는 두 가지 종류가 있다. 첫번째는 공의 앞 뒤 표면에
작용하는 압력의 차이 때문에 생기게 되는 저항이다(형상저항).
이 저항은 물체의 형상에 의해 결정되고 두번째는 공기와 공의 마찰로 인해
발생하는 마찰저항입니다. 공의 경우 형상저항이 전체저항의 대부분을 차지하는데
그래서 공을 멀리 날아가게 하려면, 형상저항을 감소시켜야 하고 골프공의
표면이 울퉁불퉁한 것은 형상저항을 감소시키기 위한 것이라네요.
형상저항을 줄이기 위해서는 공기가 공의 표면을 부드럽게 따라 흘러야 한다네요
그러나 속도가 커지게 되면 공기가 공의 표면을 따라 부드럽게 흐르지 못하고,
공의 중간쯤에서 공기의 흐름이 공의 표면에서 멀어집니다. 이때 공의
중간 이후부터 공기의 속도가 급격하게 떨어짐과 동시에 공기의 흐름의
방향이 바뀐다. 이렇게 뭉툭한 물체의 뒤에서 공기의 흐름이 바뀌면
그 곳의 압력이 뚝 떨어지게 되고 그래서 공의 앞면에서는 높은 압력이,
뒷면에서는 낮은 압력이 걸려 큰 형상저항이 발생하게 되고, 이로 인하여
공은 멀리 날아가지 못하게 되는 것이지요.
그런데 공의 표면을 약간 울퉁불퉁하게 만들면, 공의 앞 표면에서 난류유동이
발생하게 되는데 난류유동이 발생하면 유체의 섞임이 활발하게 돼 공기의 흐름이
바뀌는 현상이 공의 뒷면에서만 일어나게 된다. 이렇게 되면 낮은 압력을
가지게 되는 공의 표면이 줄어들게 돼 공의 형상저항이 감소하게 되는 것이죠.
이 원리를 이용한 것이 골프공이구요.
지금의 골프 공 표면을 매끈하게 만들면 날아가는 거리는 얼마나 줄어들까?
놀랍게도 날아가는 거리는 대략 반으로 줄어든다고 합니다. 공의 표면에 작은
돌기를 줌으로써 골프 공은 두 배를 날아갈 수 있는 것이지요.
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