[스크랩] 2014 소치동계올림픽, 겨울스포츠 안에 과학이 있다?

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2014 소치동계올림픽, 겨울스포츠 안에 과학이 있다?

 

2014년 소치동계올림픽 재미있게 즐기고 있으신가요? 이제 올림픽도 중반을 넘어서고 끝을 향해 가고 있습니다. 동계올림픽은 겨울스포츠 대회 중 세계적으로 가장 규모가 큰 행사로 현재 전세계가 이번 올림픽에 집중하고 있습니다. 겨울스포츠 안에도 과학적 원리가 존재하는데, 소치올림픽을 맞아 과학적 원리를 알아보겠습니다.

 

피겨스케이팅

 

출처-http://blog.naver.com/kpop6627/40205765478

 

피겨스케이팅은 스케이트를 타고 얼음판 위를 활주하며 여러 가지 동작으로 기술의 정확성과 율동의 아름다움을 겨루는 빙상경기의 한 종목입니다. 올림픽 2연패를 노리는 김연아선수가 여자싱글 피겨스케이팅에 출전하여 더욱 기대를 모으고 있는 종목이기도하죠.

 

피겨스케이팅은 남녀싱글, 남녀가 한 조를 이루어 경기를 펼치는 페어와 아이스댄스 3부분으로 나누어 경기를 치루며 싱글과 페어 부문은 쇼트프로그램과 프리스케이팅으로 구성되며 아이스댄스는 쇼트댄스와 프리댄스로 구성되어있습니다.

 

피겨스케이팅의 기술요소에는 스핀, 점프, 스파이럴, 스텝 등이 있는데 스핀에서 가장 기본은 일자로 서서 회전하는 것입니다. 피겨스케이팅 선수가 팔을 벌리고 회전을 하다가 팔을 안쪽으로 모으면서 돌다보면 점점 회전속도가 빨라지게 되는데 우주의 모든 방향이 동등하다고 하는 것에서 나오는 각운동량 보존 법칙의 결과입니다.

회전 속도가 클수록 각운동량이 크고, 같은 회전속도라면 회전축에서 멀리 떨어져있을수록 각운동량이 커집니다. 팔을 벌려서 큰 각운동량을 가지고 회전을 시작하다 팔을 안으로 모으면 같은 각운동량을 유지하기 위해서 저절로 속도가 빨라지게 되는거죠.   

 

 

 

피겨에서 가장 중요한 기술은 회전이며 회전기술에 성공하느냐 실패하느냐는 좋은 점수를 얻을 수 있는 중요한 요소입니다.

공중에서의 회전수는 체공시간(사람이 공중에 떠있는 시간)과 회전 속도에 달려있습니다. 체공시간이 길수록, 회전속도가 빠를수록 회전수가 늘어납니다. 체공시간은 점프의 최고 높이에 의해 결정되며 최고 높이는 스케이트 날이 얼음을 떠나는 순간 선수의 무게중심이 수직방향으로 얼마나 빠른 속도로 위로 올라가느냐에 달려있습니다. 지구에 있는 모든 것은 똑같은 중력가속도를 느끼기 때문에 어떤 선수의 체공 시간이 길다는 것은 높이 점프한다는 것을 의미 하는 것입니다.

 

김연아선수의 점프는 다른 선수에 비해 비거리(도약지점에서 이동거리)가 길며 스케이팅 속도가 빠릅니다. 스케이팅 속도가 빠르면 점프할 때 큰 각운동량을 만들어낼 수 있기에 회전 속도가 빨라지는 것이죠. 현 최고 피겨스케이팅선수로 극찬을 받고 있는 김연아 선수가 실수와 부상 없이 최고의 컨디션으로 경기에 임해 좋은 경기를 보여주길 기대해봅니다.

 

쇼트트랙

 

 

쇼트트랙은 쇼트트랙 스피드스케이팅의 준말로 스피드스케이팅은 400m의 경기장에서 경기를 하는 것과는 달리 111.12m의 짧은 트랙에서 경기를 하기 때문에 붙여진 명칭이며 보통 쇼트트랙으로 칭합니다. 올림픽에서는 남녀 1500m, 500m, 1000m, 1500m와 남자 5000m 계주, 여자 3000m 계주 등 8종목의 경기를 치릅니다.

 

쇼트트랙에서 좋은 성적을 거두기위해서는 원심력을 최대한 느끼지 않도록 훈련받은 선수가 좋은 성적을 거둘 수 있습니다. 원심력은 원운동을 하고 있는 물체에 나타나는 관성력이며 구심력과 크기가 같고 방향은 반대이며, 원의 중심에서 멀어지려는 방향으로 작용합니다. 운동중인 물체 안의 관찰자는 힘이 작용한다고 느끼지만 실제로 존재하는 힘은 아닙니다.

버스가 커브 길을 돌 때 그 안에 타고 있던 운전자나 승객들은 커브 바깥쪽으로 쏠리는 힘을 받는데 실제로 존재하지 않는 힘이지만 승객은 힘을 받는다고 느끼는 우리일상 속 가장 대표적인 원심력의 예입니다.

 

 

 

쇼트트랙선수들은 하체강화훈련을 집중적으로 받는데, 하체가 튼튼해야 코너링을 잘 하고 원심력을 이겨내면서경기에 임하여 좋은 성적을 거둘 수 있는 것입니다. 쇼트트랙에서 원심력은 특히 코너를 돌 때 심하게 느끼게 됩니다. 코너링에서 자세를 낮추고 특수장갑을 끼고 얼음판을 집으면서 경기에 임하는 모습을 흔히 볼 수 있는데, 원심력을 덜 느끼고 질주하기 위한 것입니다.

 

원심력을 이기지 못할 경우에 경기장 트랙 밖으로 튕겨져 나갈 수가 있는데, 쇼트트랙 선수들이 고개를 숙이고 경기에 임하는 이유는 원심력을 최대한 덜 느끼기 위한 것이며 몸을 기울이는 만큼 수직항력과 중력의 합이 커져서 원심력을 덜 느낄 수 있는 것입니다.

 

스키

   

 

스키가 눈 위를 부드럽게 미끄러져 나갈 수 있는 이유는 바로 마찰력 때문입니다. 마찰력 때문에 오히려 앞으로 나가기 힘들텐데 갸우뚱하는 분들 많을텐데요. 마찰력은 물체끼리 접촉 할 때 서로의 운동을 방해하려는 힘인데 슬로프의 눈과 스키 바닥면이 마찰을 일으키게 되면 마찰열이 생겨서 순간적으로 눈이 녹으면서 물이 생기고 이 물 때문에 스키가 잘 미끌어져 나갈 수 있는 것입니다.

 

스키를 잘 타려면 관성(관성은 어떤 물체가 그 운동을 계속 유지하려는 성질)을 잘 조절해야만 합니다. 슬로프를 이탈하거나 종착지에서도 관성을 조절하지 못한다면 큰 사고로 이어지겠지요. 관성을 조절하여 속도를 줄이기 위해서 지그재기로 움직이는 이유는 관성 즉 속도를 자유자재로 조절하기 위한 것입니다.

 

작용반작용의 법칙은 A물체가 B물체에게 힘을 가하면(작용) B물체 역시 A물체에게 똑같은 크기의 힘을 가한다는 것입니다(반작용). 즉 물체A가 물체B에 주는 작용과 물체B가 물체A에 주는 반작용은 크기가 같으며 방향은 반대가 되는 것이죠. 총을 쏘면 총이 뒤로 밀리는 예도 작용과 반작용 법칙의 좋은 예이며 지그재기로 스키를 타고 내려오는 것은 작용반작용의 원리를 이용하여 타는 원리와 같습니다.

  

 

 

즉, 스키를 타고 내려올 때 스키선수가 왼쪽으로 갈 때는 오른쪽으로 밀고 왼쪽으로 갈 때는 오른쪽으로 밀어서 가는 동작은 작용과 반작용의 법칙을 이용하여야 합니다. 또 좋은 성적을 내기 위해서는 무릎을 굽히고 상체를 핀 상태에서 기술적으로 지그재그로 내려와야 실수 없이 좋은 성적을 거두게 되는 것입니다.

 

올림픽에 이외에도 많은 종목의 스포츠가 있으나 대표적인 3가지 경기의 과학적 원리를 알아봤습니다.

경기규칙 뿐 아니라 동계스포츠 안에 숨어있는 과학적 원리를 이해하고 TV로 소치올림픽을 시청한다면 더욱 흥미롭게 올림픽을 관전할 수 있을 것입니다. 4년 동안 올림픽을 위해 최선을 다해 연습해 온 태극선수단 여러분 부디 남은 기간동안 부상 없이 좋은 성적 거두길 바라며 우리 모두 끝까지 힘을 모아 태극선수단 여러분 함께 응원했으면 좋겠습니다.

 

*사진출처-연합뉴스, 네이버이미지

*자료참조

http://news.kbs.co.kr/news/NewsView.do?SEARCH_NEWS_CODE=2802162&ref=A

http://www.newsis.com/ar_detail/view.html?ar_id=NISX20140203_0012696994&cID=10201&pID=10200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

출처 : 미래창조과학부

글쓴이 : 미래창조과학부 원글보기

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