월드컵 계절이다. 태극전사들의 활약을 기대하는 온 국민의 가슴은 벌써 설레고 있다. 월드컵 때마다 벌어지는 승부차기, 진기묘기에나 선보일 법한 '바나나 킥', 수비수를 제치는 '페인트 동작', 대표팀의 첨단 유니폼 등에 숨어 있는 과학을 알면 관전의 묘미는 더한다.
◆승부차기=승부차기에 나선 선수나 관전자 모두 숨을 죽이게 하는 게 승부차기다. 그만큼 팽팽한 긴장감이 흐른다. 영국 과학자들이 오죽했으면 승부차기를 하는 대회가 있을 때에는 심장마비로 죽은 사람이 많다며 승부차기를 없앨 것을 요구하고 나서기까지 했을까.
페널티킥 지점과 골대 간의 거리는 11m, 골대 넓이 7.32m 높이 2.44m. 공을 차는 선수가 골을 넣을 확률은 얼마나 될까. 공을 골대 기둥 옆으로 차고, 골키퍼가 그것을 본 뒤 몸을 움직인다면 100% 들어간다.
골키퍼가 공을 차는 것을 보고 방향을 판단하는 데 걸리는 시간은 0.2초, 골대 어느 한쪽으로 몸을 날려 막는 데 0.1~0.2초가 걸린다. 즉 공을 막기 위해 모든 동작을 했을 경우 걸리는 시간은 0.3~0.4초가 걸리는 셈이다. 이 정도 시간이면 공은 벌써 골네트에 꽂힌 뒤다(공의 시속이 150㎞일 경우 0.3초 동안 약 12.4m를 날아간다).
그러나 골키퍼들은 공을 차는 선수의 동작을 보고 공을 차기 전에 그 방향을 예측해 몸을 날려 공을 잡는 것이다. 그렇지 않으면 방향 판단과 움직이는 동작이 느려 승부차기 공을 거의 잡을 수 없다.
국민체육진흥공단 체육과학연구원 구해범 박사는 "승부차기 때 공을 차는 선수가 애초 생각대로 공을 차면 들어갈 확률이 높아지지만, 판단을 바꾸면 발 동작과 두뇌 판단이 균형을 잃어 실패하는 경우가 많다"고 진단했다. 판단을 새로 할 때 시간이 걸리고, 몸 동작이 헝클어질 가능성이 커진다는 것이다.
◆눈속임 동작=공격수가 눈속임 동작으로 수비수를 제치고 들어가는 것도 인간의 판단과 동작을 바꾸는 데 걸리는 시간을 이용한다.
즉 수비자가 공격자의 동작을 보고 행동을 하기까지는 0.3초가 걸린다. 만약 공격자의 눈속임 동작을 알아채고 방향을 바꾸려고 하면 거기에 소요되는 0.3초 동안 공격자는 어느 방향이든 약 2.5m(시속 30㎞ 가정)를 가 있는 상황이다. 그래서 유능한 수비수는 공격수가 선호하는 방향을 미리 차단하는 전략을 쓴다. 유능한 공격수의 경우 눈속임 동작이 실제 동작인 것처럼 잘 꾸미고, 그 짧은 순간을 최대한 잘 이용한다.
◆바나나킥=브라질과 프랑스의 프레월드컵 개막전 축구 경기가 열린 1997년 6월. 브라질의 호베르투 카를루스가 골대에서 30m 떨어진 지점에서 프리킥을 얻어 찬 '바나나킥'은 환상이었다. 프리킥을 막아 서 있는 선수들을 피해 엉뚱한 곳으로 날아가는 듯하던 공은 어느 순간 휘어져 골대로 빨려들어갔다. 그런 환상의 바나나킥은 흔하지는 않지만 비슷한 것은 가끔 볼 수 있다.
바나나킥은 공이 회전하면 주변에 압력 차이가 생겨 압력이 낮은 쪽으로 공이 조금씩 움직이는 현상이다. 야구에서 커브를 던지는 것도 같은 원리다.
한국표준과학연구원 이인호 박사의 연구에 따르면 회전하는 축구공의 속도가 시속 108㎞를 넘어서면 공 주위에 작은 공기 소용돌이가 생겨 압력차이가 발생하는 것을 방해한다. 그래서 공이 휘어지지 않고 직진한다. 그러나 그 이하의 속도가 되면 압력차가 발생하고, 공이 휘어지기 시작한다.
◆대표팀 유니폼=우리나라는 2002 한.일 월드컵에 이어 독일 월드컵에서도 나이키가 개발한 유니폼을 입는다. 유니폼 소재는 첨단 소재인 '스피어 드라이'를 사용했다. 피부에 닿는 안쪽 옷감에 오돌토돌한 돌기가 있어 피부 접촉면을 최소화하도록 했다. 이는 평상시에는 돌기가 작지만 땀이 차면 돌기가 커져 통풍과 땀 배출이 배가되도록 했다.
옷감에 물 한 방울을 떨어뜨려 완전히 퍼지는 시간을 측정한 결과 1초도 걸리지 않았다. 일반 유니폼의 경우 566초나 걸렸다. 그렇게 빠르게 퍼지는 것은 극세사를 사용해 모세관 현상이 일어나기 때문이다. 건조 속도도 일반 유니폼과는 비교할 수 없을 정도로 빠르다. 40× 40cm 면적의 옷감을 물에 완전히 적신 후 100% 건조되는 속도를 측정한 결과 대표팀 유니폼은 172분, 일반 유니폼은 222분 걸렸다.
◆월드컵 공인구=2006 독일 월드컵 공인구인 팀가이스트(Teamgeist)는 하나의 공을 만드는 데 필요한 32개 조각을 프로펠러나 터빈처럼 생긴 14개의 조각으로 대폭 줄여 조각 수를 60% 정도 축소했다.
2002한일월드컵 공인구인 피버노바보다 완벽한 원형 구조를 이뤄 한 차원 높은 볼 컨트롤이 가능해졌다. 공 테스트에 사용되는 로보틱 렉으로 테스트를 한 결과 팀가이스트는 일반 축구공보다 30% 더 정확하다.
<축구정보> "축구는 과학이다"
월드컵 계절이다. 태극전사들의 활약을 기대하는 온 국민의 가슴은 벌써 설레고 있다. 월드컵 때마다 벌어지는 승부차기, 진기묘기에나 선보일 법한 '바나나 킥', 수비수를 제치는 '페인트 동작', 대표팀의 첨단 유니폼 등에 숨어 있는 과학을 알면 관전의 묘미는 더한다.
◆승부차기=승부차기에 나선 선수나 관전자 모두 숨을 죽이게 하는 게 승부차기다. 그만큼 팽팽한 긴장감이 흐른다. 영국 과학자들이 오죽했으면 승부차기를 하는 대회가 있을 때에는 심장마비로 죽은 사람이 많다며 승부차기를 없앨 것을 요구하고 나서기까지 했을까.
페널티킥 지점과 골대 간의 거리는 11m, 골대 넓이 7.32m 높이 2.44m. 공을 차는 선수가 골을 넣을 확률은 얼마나 될까. 공을 골대 기둥 옆으로 차고, 골키퍼가 그것을 본 뒤 몸을 움직인다면 100% 들어간다.
골키퍼가 공을 차는 것을 보고 방향을 판단하는 데 걸리는 시간은 0.2초, 골대 어느 한쪽으로 몸을 날려 막는 데 0.1~0.2초가 걸린다. 즉 공을 막기 위해 모든 동작을 했을 경우 걸리는 시간은 0.3~0.4초가 걸리는 셈이다. 이 정도 시간이면 공은 벌써 골네트에 꽂힌 뒤다(공의 시속이 150㎞일 경우 0.3초 동안 약 12.4m를 날아간다).
그러나 골키퍼들은 공을 차는 선수의 동작을 보고 공을 차기 전에 그 방향을 예측해 몸을 날려 공을 잡는 것이다. 그렇지 않으면 방향 판단과 움직이는 동작이 느려 승부차기 공을 거의 잡을 수 없다.
국민체육진흥공단 체육과학연구원 구해범 박사는 "승부차기 때 공을 차는 선수가 애초 생각대로 공을 차면 들어갈 확률이 높아지지만, 판단을 바꾸면 발 동작과 두뇌 판단이 균형을 잃어 실패하는 경우가 많다"고 진단했다. 판단을 새로 할 때 시간이 걸리고, 몸 동작이 헝클어질 가능성이 커진다는 것이다.
◆눈속임 동작=공격수가 눈속임 동작으로 수비수를 제치고 들어가는 것도 인간의 판단과 동작을 바꾸는 데 걸리는 시간을 이용한다.
즉 수비자가 공격자의 동작을 보고 행동을 하기까지는 0.3초가 걸린다. 만약 공격자의 눈속임 동작을 알아채고 방향을 바꾸려고 하면 거기에 소요되는 0.3초 동안 공격자는 어느 방향이든 약 2.5m(시속 30㎞ 가정)를 가 있는 상황이다. 그래서 유능한 수비수는 공격수가 선호하는 방향을 미리 차단하는 전략을 쓴다. 유능한 공격수의 경우 눈속임 동작이 실제 동작인 것처럼 잘 꾸미고, 그 짧은 순간을 최대한 잘 이용한다.
◆바나나킥=브라질과 프랑스의 프레월드컵 개막전 축구 경기가 열린 1997년 6월. 브라질의 호베르투 카를루스가 골대에서 30m 떨어진 지점에서 프리킥을 얻어 찬 '바나나킥'은 환상이었다. 프리킥을 막아 서 있는 선수들을 피해 엉뚱한 곳으로 날아가는 듯하던 공은 어느 순간 휘어져 골대로 빨려들어갔다. 그런 환상의 바나나킥은 흔하지는 않지만 비슷한 것은 가끔 볼 수 있다.
바나나킥은 공이 회전하면 주변에 압력 차이가 생겨 압력이 낮은 쪽으로 공이 조금씩 움직이는 현상이다. 야구에서 커브를 던지는 것도 같은 원리다.
한국표준과학연구원 이인호 박사의 연구에 따르면 회전하는 축구공의 속도가 시속 108㎞를 넘어서면 공 주위에 작은 공기 소용돌이가 생겨 압력차이가 발생하는 것을 방해한다. 그래서 공이 휘어지지 않고 직진한다. 그러나 그 이하의 속도가 되면 압력차가 발생하고, 공이 휘어지기 시작한다.
◆대표팀 유니폼=우리나라는 2002 한.일 월드컵에 이어 독일 월드컵에서도 나이키가 개발한 유니폼을 입는다. 유니폼 소재는 첨단 소재인 '스피어 드라이'를 사용했다. 피부에 닿는 안쪽 옷감에 오돌토돌한 돌기가 있어 피부 접촉면을 최소화하도록 했다. 이는 평상시에는 돌기가 작지만 땀이 차면 돌기가 커져 통풍과 땀 배출이 배가되도록 했다.
옷감에 물 한 방울을 떨어뜨려 완전히 퍼지는 시간을 측정한 결과 1초도 걸리지 않았다. 일반 유니폼의 경우 566초나 걸렸다. 그렇게 빠르게 퍼지는 것은 극세사를 사용해 모세관 현상이 일어나기 때문이다. 건조 속도도 일반 유니폼과는 비교할 수 없을 정도로 빠르다. 40× 40cm 면적의 옷감을 물에 완전히 적신 후 100% 건조되는 속도를 측정한 결과 대표팀 유니폼은 172분, 일반 유니폼은 222분 걸렸다.
◆월드컵 공인구=2006 독일 월드컵 공인구인 팀가이스트(Teamgeist)는 하나의 공을 만드는 데 필요한 32개 조각을 프로펠러나 터빈처럼 생긴 14개의 조각으로 대폭 줄여 조각 수를 60% 정도 축소했다.
2002한일월드컵 공인구인 피버노바보다 완벽한 원형 구조를 이뤄 한 차원 높은 볼 컨트롤이 가능해졌다. 공 테스트에 사용되는 로보틱 렉으로 테스트를 한 결과 팀가이스트는 일반 축구공보다 30% 더 정확하다.