회전하지 않는 공은 공기의 부분밀도와 바람(난류)에 의해 쉽게 영향을 받죠. 그래서 이리저리 휘청거리면서 나아가는데 이걸 이용한 야구의 투구가 너클볼이에요. 공의 실밥을 긁어 던지는 다른 투구와 달리 밀듯이 던져 공의 회전을 극도로 줄이는 투구죠. 던지는 투수나 받는 포수조차도 어디로 휠지 알 수 없어서 너클볼 담당 포수, 너클볼 전용 미트(포수장갑)가 있을 정도예요. 아마 축구공은 질량이 야구공보다 커서 관성 때문에 변화폭은 더 적겠지만 무회전 슛은 날아가는 도중에 두번세번 꺾이기도 하더라구요
회전하지 않는 공이 휘는 이유는 카르만 효과 때문입니다. 카르만 효과란? 축구공, 야구공 등 둥근 구 모양의 물체가 회전 없이 날아갈 때 마주 오던 공기가 뒤로 흐르면서 공의 뒷면에 공기의 소용돌이가 위상을 번갈아 규칙적으로 생기며, 이것에 의해 공의 양력이 +/-로 변하여 움직임이 상당히 불규칙해지는 것이다. 축구에서의 무회전 슛, 야구에서의 너클볼 등이 날아갈 때 공이 제멋대로 흔들리며 날아가는 이유도 바로 카르만 효과 때문이다.
무회전 킥의 원리는 카르만 소용돌이에 있습니다. 무회전 킥의 경우 회전하지 않기때문에 위 영상에서 언급한 마그누스 효과가 일어나지 않기때문에 마주오던 공기가 축구공의 위 아래로 갈리며 뒤에 무수한 소용돌이를 만들어내는데, 이때 만들어진 소용돌이들의 기압의 차이에 맞춰서 공이 흔들려지는겁니다.
회전하지 않는 공의 궤적이 일정하지 않은 것은 공의 레이놀즈 수에 따라 후류의 상태가 변하고, 후류가 공의 궤적에 영향을 미치기 때문입니다. *-레이놀즈 수란?* 레이놀즈 수(Reynolds number)는 유동의 점성과 관성력의 비를 나타낸 무차원 수로, 다음과 같이 계산합니다. Re=유동 속도x특성길이/동점성계수 유동의 속도가 빨라짐에 따라 유동은 속도분포가 비교적 일정한 '층류'에서 시간에 따라 속도분포가 무작위로 변하는 '난류'로 바뀌게 됩니다. 유동이 층류인지 난류인지 결정하는 레이놀즈 수를 '임계 레이놀즈 수'(critical Reynolds number)라고 하며, 이 값은 구 유동에서 약 Re=300000 가량이라 알려져 있습니다. Re가 낮아 층류인 유동을 아임계 유동(subcritical flow), Re가 애매해서 층류에서 난류로 변화하는 중인 유동을 천임계 유동(transcritical flow), 임계 Re를 넘어 완전히 난류가 된 유동은 초임계 유동(supercritical flow)라고 합니다. *-후류와 칼만 와류* 또한 구형 물체 주위로 유동이 흐를 때, 물체가 유동을 가르며 뒤로 생기는 후류는 레이놀즈 수에 따라서 그 모양이 달라집니다. Re < 40 구간에서는 후류가 층류이고, 일정한 모양의 와류가 생깁니다. 그런데 40 < Re < 150 구간에서는 후류에 특이한 현상이 발생합니다. 공 주위의 유동이 Re=40 즈음이 될 때 후류에 있는 와류의 한쪽이 붕괴하며, 반대쪽의 와류가 우세하게 됩니다. 우세하게 된 와류는 성장하여 공에서 분리되고, 이에 따라 다시 반대쪽 와류가 우세하게 됩니다. 이 과정이 반복되며 와류가 일정하게 진동하게 되는데, 이를 칼만 와류(karman vortex)라고 합니다. 속도가 증가해 Re가 점점 커져 150 < Re < 300000 구간에서는, 공 주위의 유동이 층류에서 난류로 천이하는 천임계 상태가 됩니다. 이 상태가 되면 칼만 와류에도 난류 현상이 일어나 불규칙 현상이 커지고, 칼만 와류는 점점 약해집니다. Re가 임계값을 넘어 300000 < Re < 3500000 구간에서는 공 주위의 유동이 완전한 초임계 유동이 되고, 칼만 와류는 완전히 사라집니다. 후류는 불규칙한 난류 형상이 되어 이전보다 크기가 작아지고, 유동이 공으로부터 분리되는 지점이 뒤로 이동합니다. 이로 인해 항력이 급격히 감소합니다. 3500000 < Re 구간에서는 특이하게도, 모든 부분이 난류로 이루어진 칼만 와류 형태가 다시 발생합니다. 하지만 정상적인 축구공 슛에서는 도달할 수 없습니다. *-무회전 킥에서* 그러면 축구공의 특성길이는 직경인 0.22m, 공기의 섭씨 20도에서 동점성계수는 1.6x10e5 로 가정헤서 계산해보겠습니다. 일명 '무회전 킥'이 발사된 직후에는 약 25m/s 가량의 속도로, Re=340000에 해당합니다. 이는 위에서 설명한 '초임계 난류 유동' 구간에 해당하므로, 항력이 적어 쭉 뻗는 직선 궤적을 그립니다. 하지만 공이 나아가며 공의 속력이 감소하면 레이놀즈 수도 대략 Re=270000 정도로 감소하게 됩니다. 이는 위에서 설명한 '난류로 천이하는 칼만 와류'에 해당하므로, 일부 난류가 존재하는 칼만 와류가 발생합니다. 칼만 와류가 난류와 함께 진동하면서 후류의 압력 분포도 불규칙하게 변동하고, 이에 의해 공에 가해지는 공력도 불규칙하게 변화합니다. 이것이 불규칙한 궤적을 그리는 무회전 킥의 원리입니다. 만약 공이 회전하고 있었다면 공의 회전에 의한 마그누스 효과나 자이로 효과 등이 칼만 와류에 의한 효과보다 강하게 작용하고, 공의 회전에 의해 양쪽의 균형이 깨지면서 진동을 억제하는 효과도 있습니다. 때문에 회전하는 공의 궤적이 비교적 일정한 것입니다. *-다른 곳에서는?* 이러한 현상은 축구의 무회전 킥 말고도 여러 상황에서 발생합니다. 야구의 포크볼이나 배구의 플로터 서브 등이 이를 의도적으로 이용한 것입니다. 이 현상을 가장 간단하게 체험할 수 있는 상황은 방망이 등을 휘두를 때입니다. 주변에 있는 빈 페트병이나 원통형 막대, 배트 등을 휘둘러 보면 아무것도 닿지 않았는데 페트병이 흔들리거나 우우웅 하는 소리가 들립니다. 이 또한 칼만 와류에 의한 현상입니다.
마그누스 효과는 영상의 기준으로 공의 아랫부분은 고기압 저속이형성 공의 윗부분은 저기압 고속이 생겨 고기압에서 저기압 방향으로 양력이 생겨 휘어지는 현상입니다. 밑에 분이 카르만 효과 잘 설명해주셨는데 무회전슛의 다른 점은 공의 일정한 회전이 없기때문에 휘는게 아니라 공기 마찰로 인하여 슛을 할때 공이 어디로 갈지 모르게 됩니다.
감히 첨언을 하자면 공기의 빠른 흐름을 만드는쪽은 속도가 높다고 할 수 있지요 반대로 공기의 느린 흐름을 만든다는 것은 공기의 속도가 느려요 속도가 빠르면 압력이 작아지고 속도가 느리면 압력이 커집니다 압력은 힘이니 큰쪽에서 작은쪽으로 힘이 작용해요 이것을 마그누스 힘이라 해요 결론적으로는 맞바람인 상태에서 공에 회전을 주어 쏜다면 공의 흐름은 더 급격하게 되지요😊
마그누스 효과에 따르면 특정 물체가 '회전' 할 때 라는 전제 조건이 있습니다. 그러나 이 무회전은 회전을 극단적으로 줄여 마그누스히 효과를 발생 시키는 특정 기류가 발생하지 않게 되고 이에 따라 공기의 흐름을 따라 바뀌게 되는 것 입니다. 예를 들어 축구의 무회전킥, 야구의 너클볼, 배구의 플로터 서브 등이 있습니다
베르누이는 형태항력의 영향으로 비행기 날개를 대표적 예로 설명하는데요. 위쪽은 둥글고 아랫쪽은 평평하자나요. 앞쪽에 부딪힌 공기분자가 뒷면에 동시에 도달하려면 위쪽은 빠르게 아래쪽은 느리게 움직여야합니다. 이때 공기입자의 속도차로 위쪽은 저기압 아래쪽은 고기압이 됩니다. 압력이 큰곳에서 적은곳으로 양력이 발생하기때문에 비행기가 뜨는것이죠. 이게 베르누리 원리입니다
무회전 슛이 불규칙적으로 움직이는 이유는 공이 진행 방향으로 진행할 때 공의 후면부에 불규칙하게 생기는 와류(소용돌이)에 의한 것입니다. 회전이 없기 때문에 후면부는 불규칙적인 와류가 발생하고 와류로 인하여 공기와 마찰이 발생하는 전면부보다 후면부의 압력이 더 강하여 후면부에 불규칙적으로 발생하는 소용돌이의 영향에 의해 회전하는 공과는 다르게 불규칙적으로 움직입니다. 추가로 사이클 경주는 앞사람을 선두로 같은 팀 선수들이 뒤에 바짝 따라붙어 달리는데 그 이유는 공기저항을 줄이는 유선형 자세로 달리기 때문입니다. 유선형 디자인은 공기저항을 적게 받아 후면부의 압력이 낮아져 뒤따르는 사람은 공기저항을 적게 받습니다. 자전거의 헬멧도 공기저항을 줄이기 위해 유선형 디자인을 하고 있습니다. 비행기 날개, 새의 날개도 유선형, 스포츠카도 유선형으로 설계되어 있습니다. ps. 새의 날개 비행기의 날개 자동차의 스포일러는 양력과도 관계있습니다.
박종훈 선수의 업슛 커브도 위로 상승하는 곡선을 가지고 있죠 ㅎ 무회전 슛도 너클볼과 동일한 원리일테고 마그누스 효과를 가장 많이 이용하는 스포츠는 야구일거라 예상해봅니다 마그누스 효과를 이용한 변화구만 커브, 슬라이더, 투심, 싱커, 체인지업, 커터, 포크볼, 스플리터 등등.. 각기 다른 회전과 피치터널을 가지고 있죠
회전하지 않는 공이 지나갈때 공 뒤쪽으로 소용돌이가 규칙적으로 생깁니다 그리고 그 소용돌이는 공에게 영향을 줍니다 소용돌이가 공을 흔들리게 하는 거예요 이것을 "카르만의 소용돌이"라고 해요 배구를 볼 때 가끔 플로터 서브의 공의 궤적이 예측 불가로 휘는 것도 그것 때문입니다
무회전 슛이 상하좌우로 흔들리는 이유는 공기의 저항 때문입니다..야구에서 너클볼을 생각하면 편한데 공이 회전하면 공기의 저항을 덜어내면서 그냥 던지는 것보다 스핀을 넣어서 던지는게 더 멀리나가고 빠른 속도가 유지됩니다…그렇기 때문에 축구공도 무회전으로 날아가면서 공기의 저항을 받게되고 축구공은 공기의 흐름에 따라 상하좌우로 무작위로 흔들리며 날아가게 됩니다
무회전이 방향을 트는건 공이 완벽한 구가 아니기 때문 홈, 바느질구멍, 상대적으로 두툼한 부분 등에 의해 공기마찰로 가해지는 힘이 달라서 공이 회전할때처럼 방향이 틀어집니다 문제는 일정한 방향으로만 휘는게 아닌 것인데 이 것도 위에 말한 요소들로 인해 설명이 가능함 위 요소들로 인해 틀어지면서 방향이 바뀌지만 회전은 하지 않았으니 공기와 마찰하는 부분이 달라짐 이 때문에 제 멋대로 휘다가 가해졌던 힘보다 중력이 더 강해지면 공이 큰 낙차를 보이며 떨어짐
갑자기 유체역학까지 건드린 이과형.. 그래도 마그누스 효과부터 시작해서 재밌네요. 회전하지 않는 공이 옆으로 휘는 경우는 찼을 때 발의 작용과 반작용으로 공이 튀어나갑니다. 그런데 차고 처음에는 공이 발로 찬 부분은 움푹 파여있는 상태로 날아가다 중간에 원래 상태로 돌아오고 원래상태로 돌아오는 힘의 반작용으로 공이 약간 조금 럭비공 처럼 되어 날아갑니다. 그때 공기의 흐름이 상대적으로 느린부분에서 빠른 부분으로 밀어서 휘는거겠죠?
@@유소민 일단 처음 물음에 답하자면 유체역학은 양자학과도 연관이있습니다(양자역학과는 조금 다른개념) 그 말은 즉 아주 작은 입자들의 움직임을 서술하는 유체역학 이라는 것은 아주 작은 변화에도 반응한다는 것이죠. 그래서 처음에 찰때 특이한 변화가 생겼다면 그 효과를 좀 오래 가지고 갑니다(1초 정도 유지되는데 이건 양자적으로는 아주 긴 시간이죠)그래서 영상 마지막 클립을 보면 처음에만 휜걸 볼 수 있죠. 두번째 물음은 파인게 펴지는 힘의 반작용은 관성이라고도 할 수 있겠습니다. 물 풍선을 예로 들 수 있죠 물풍선 손가락으로 누르면 파였다가 돌아오는데 그 힘 때문에 물풍선이 흔들리지 않습니까? 그런 현상과 같다고 볼 수 있습니다.
야구에서도 이것과 비슷하게 라이징 패스트볼이라는 개념이 있더군요 마찬가지로 회전을 이용한 방법이더라고요 보다보니 흥미가 생겨 관련 해외 기사를 보게 되었는데 사실 실제로 공이 떠오르는 것이 아닌 다른 투수의 공에 비해 덜 떨어졌기 때문에(회전력을 이용한 양력) 공의 도착지점이 달랐고 이로인해 마치 공이 떠오르는 것과 같이 느꼈던 거였습니다 실제로 회전력만을 이용해 야구공을 약간이라도 띄우게 하려면 백스핀이 가장 강한 포심 패스트볼로도 100마일일때 3800rpm, 105마일일때 3000rpm 수준으로 세계 최정상 투수들인 mlb 평균 rpm이 2300~2400 수준이라는 것을 감안했을 때 불가능한게 아닌가 싶을 정도였는데 야구공보다 훨씬 무겁고 rpm도 낮은 축구공이 충분한 양력을 얻을 수 있었을까요? 저 공이 잔디에 살짝 닿으며 떠올랐다는 이야기도 있긴 하더라고요 이러나 저러나 티아고 원더골이고 멋진 슛인건 변함없지만요 ㅎㅎ
이과형에게 물리학 1을 배운다면?
[이과형의 물리학1] 물리학을 완성하는 마지막 한조각
구경가기: naver.me/FErbs4EP
마그누스 힘으로 날아가는 종이비행기도 있습니다! 그 종이 얇은거 2개 붙여서 만드는건데 비행기이름이 잘기억이안나네요..
공이 무회전인데 뜨는 이유는 간단하다
야구의 너클볼도 이와 같은 원리인데
공이 회전하지 않으면 공기 저항을 덜
받기 때문에 상하 좌우로 휘는거다
@@Ksu621 이런게 카르만의 소용돌이인가요??
하지만 이것은 틀렸습니다
무회전 으로 가는 공은 공의 흐름 이 바뀌지안아 뒤로 흐르는 공기 흐름이 소용돌이 4개 로 바꾸어 더 휘게된다 근데.그상테에서 무회전으로 게속나아가게 되다면 더 많이 휘게됨
무회전 슛이 휘는 이유는
이기길 응원하는 팬들과
무수히 연습한 선수의 열정을
공이 알아줬기 때문입니다.
문과라고 댓글 엄청 달리는데
전 이과입니다...
이게 마따
공:아 ㅇㅋ 나 뜰게
문과승
문 풍 당 당
그런데 그것은 아마도 틀린 것 같습니다
마그누스와 티아고 두분 무슨일이 있었는지 모르지만 원만한 합의가 있길바랍니다
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
부디 유쾌하시길...
@@민종건 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ뭔소리야
홀란스럽다..
@@민종건 이게 ㅈㄴ웃기넼ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
"마그누스 슛을 어떻게 마그누"
--ㅋㅋㅋㅋ
아 자존심 상해 ㅋㅋㅋㅋㅋ
"좋아요 마그누르스요"
“피아노에게 주어지는 합격목걸이”
뿌뿌뿌
티아고는 알까… 자신의 슛이 이과형 채널에 소개될 줄은..
Eee Gwa Hyung??
Al bba no
@@Deafeatable 알빠노 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
티아고는 알까... 이과형을..
몰라도되긴함
티아고 꽤 유명해졋나보다 이과형채널에도 나오고
회전하지 않는 공은 공기의 부분밀도와 바람(난류)에 의해 쉽게 영향을 받죠. 그래서 이리저리 휘청거리면서 나아가는데 이걸 이용한 야구의 투구가 너클볼이에요. 공의 실밥을 긁어 던지는 다른 투구와 달리 밀듯이 던져 공의 회전을 극도로 줄이는 투구죠. 던지는 투수나 받는 포수조차도 어디로 휠지 알 수 없어서 너클볼 담당 포수, 너클볼 전용 미트(포수장갑)가 있을 정도예요.
아마 축구공은 질량이 야구공보다 커서 관성 때문에 변화폭은 더 적겠지만 무회전 슛은 날아가는 도중에 두번세번 꺾이기도 하더라구요
축구공이 야구공보다 더 많이 휩니다. 축구공이 바람을 받는 면적 대비 질량이 더 작기 때문입니다.
한글로 적어주세요
non-rotating ball
@@Sikkusheckㅇㅈㄹㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
무회전 슛은 뒤에 카르만 소용돌이가 생겨서 그 힘을 받고 불규칙하게 움직입니다
축구 선수 하려면 공부 잘해야되네요
카르만 슛
네?
아 카르만? 그 친구 알지알지
@@다딱딱딱딱 아 르만이 아세요? 공부 좀 하던 친군데 어느새 유명해졌네 자랑스럽다
형님... 요즘 왜 마지막에 숙제를 내주시는 것 같죠??
그냥 제 느낌인거죠?
하지만 그것은 틀렸습니다. 우리는 모두 이과형의 노예가 된것이죠. 참 신기하죠?
회전하지 않는 공이 휘는 이유는 카르만 효과 때문입니다.
카르만 효과란?
축구공, 야구공 등 둥근 구 모양의 물체가 회전 없이 날아갈 때 마주 오던 공기가 뒤로 흐르면서 공의 뒷면에 공기의 소용돌이가 위상을 번갈아 규칙적으로 생기며, 이것에 의해 공의 양력이 +/-로 변하여 움직임이 상당히 불규칙해지는 것이다. 축구에서의 무회전 슛, 야구에서의 너클볼 등이 날아갈 때 공이 제멋대로 흔들리며 날아가는 이유도 바로 카르만 효과 때문이다.
히어로 등장!
와 이분 무슨 과학잡지처럼 깔끔하게 설명하시네
카르만 볼텍스 효과
골프공에 수많은 홈이 있는 이유는 이 효과를 최소화하기 때문이죠
@@user-fy6pk5qw1o9 나무위키 본거아님?
그럼 무회전슛 또한 카르만슛이라고 해야겠어요~
티아고 성공했네 이과형 주제로 선정되고
감사합니당
@@잼문철 ㅋㅋㅋㅋㅋ
이과형의 리액션 : 오우! 지져스 맨(?)
이강인이 설명하는 티아고의 어뢰슛 잘봤습니당.ㅎㅎ
무회전 킥의 원리는 카르만 소용돌이에 있습니다. 무회전 킥의 경우 회전하지 않기때문에 위 영상에서 언급한 마그누스 효과가 일어나지 않기때문에 마주오던 공기가 축구공의 위 아래로 갈리며 뒤에 무수한 소용돌이를 만들어내는데, 이때 만들어진 소용돌이들의 기압의 차이에 맞춰서 공이 흔들려지는겁니다.
그럼 이론상 완벽하게 기압이 모든곳에서 동일하면 안휘겠네요?
@@성한얼-d4s 기압이 높은곳에서 낮은곳으로 이동하게 되기때문에 이론상 모두 동일하다면 휘지 않겠지요!
@@성한얼-d4s 공이 공기를 가르며 아래쪽과 위쪽의 차이로 만들어지는건데 완벽히 동일할수 있을까요? 지면에 붙은 공을 차는데 완벽히 일직선으로 나아갈수도 없을거고요
@@성한얼-d4s 이론상 가능한데 실제론 그렇게 가능 할리가 없죠
+공의 형태가 완벽한 구체여야 한다. 최근 나이키에선 무회전 못하는 공을 만든 바 있음.
마지막에 “이 슛은 마그누스슛이라고 불리는게 좋아요 어뢰는 회전하지 안잖아요” 진짜 이과의 정석이네
실제로 저런말 하면 아...어...그렇지... 이런반응 맞고 쓸쓸해질듯
인싸들은 그것도 유쾌하게 받아침
티아고 저 슛 볼때마다 이과형이 설명해주시겠지 라고 생각한 1인 ㅎ
회전하지 않는 공의 궤적이 일정하지 않은 것은 공의 레이놀즈 수에 따라 후류의 상태가 변하고, 후류가 공의 궤적에 영향을 미치기 때문입니다.
*-레이놀즈 수란?*
레이놀즈 수(Reynolds number)는 유동의 점성과 관성력의 비를 나타낸 무차원 수로, 다음과 같이 계산합니다.
Re=유동 속도x특성길이/동점성계수
유동의 속도가 빨라짐에 따라 유동은 속도분포가 비교적 일정한 '층류'에서 시간에 따라 속도분포가 무작위로 변하는 '난류'로 바뀌게 됩니다. 유동이 층류인지 난류인지 결정하는 레이놀즈 수를 '임계 레이놀즈 수'(critical Reynolds number)라고 하며, 이 값은 구 유동에서 약 Re=300000 가량이라 알려져 있습니다. Re가 낮아 층류인 유동을 아임계 유동(subcritical flow), Re가 애매해서 층류에서 난류로 변화하는 중인 유동을 천임계 유동(transcritical flow), 임계 Re를 넘어 완전히 난류가 된 유동은 초임계 유동(supercritical flow)라고 합니다.
*-후류와 칼만 와류*
또한 구형 물체 주위로 유동이 흐를 때, 물체가 유동을 가르며 뒤로 생기는 후류는 레이놀즈 수에 따라서 그 모양이 달라집니다. Re < 40 구간에서는 후류가 층류이고, 일정한 모양의 와류가 생깁니다. 그런데 40 < Re < 150 구간에서는 후류에 특이한 현상이 발생합니다.
공 주위의 유동이 Re=40 즈음이 될 때 후류에 있는 와류의 한쪽이 붕괴하며, 반대쪽의 와류가 우세하게 됩니다. 우세하게 된 와류는 성장하여 공에서 분리되고, 이에 따라 다시 반대쪽 와류가 우세하게 됩니다. 이 과정이 반복되며 와류가 일정하게 진동하게 되는데, 이를 칼만 와류(karman vortex)라고 합니다.
속도가 증가해 Re가 점점 커져 150 < Re < 300000 구간에서는, 공 주위의 유동이 층류에서 난류로 천이하는 천임계 상태가 됩니다. 이 상태가 되면 칼만 와류에도 난류 현상이 일어나 불규칙 현상이 커지고, 칼만 와류는 점점 약해집니다.
Re가 임계값을 넘어 300000 < Re < 3500000 구간에서는 공 주위의 유동이 완전한 초임계 유동이 되고, 칼만 와류는 완전히 사라집니다. 후류는 불규칙한 난류 형상이 되어 이전보다 크기가 작아지고, 유동이 공으로부터 분리되는 지점이 뒤로 이동합니다. 이로 인해 항력이 급격히 감소합니다.
3500000 < Re 구간에서는 특이하게도, 모든 부분이 난류로 이루어진 칼만 와류 형태가 다시 발생합니다. 하지만 정상적인 축구공 슛에서는 도달할 수 없습니다.
*-무회전 킥에서*
그러면 축구공의 특성길이는 직경인 0.22m, 공기의 섭씨 20도에서 동점성계수는 1.6x10e5 로 가정헤서 계산해보겠습니다.
일명 '무회전 킥'이 발사된 직후에는 약 25m/s 가량의 속도로, Re=340000에 해당합니다. 이는 위에서 설명한 '초임계 난류 유동' 구간에 해당하므로, 항력이 적어 쭉 뻗는 직선 궤적을 그립니다.
하지만 공이 나아가며 공의 속력이 감소하면 레이놀즈 수도 대략 Re=270000 정도로 감소하게 됩니다. 이는 위에서 설명한 '난류로 천이하는 칼만 와류'에 해당하므로, 일부 난류가 존재하는 칼만 와류가 발생합니다. 칼만 와류가 난류와 함께 진동하면서 후류의 압력 분포도 불규칙하게 변동하고, 이에 의해 공에 가해지는 공력도 불규칙하게 변화합니다. 이것이 불규칙한 궤적을 그리는 무회전 킥의 원리입니다.
만약 공이 회전하고 있었다면 공의 회전에 의한 마그누스 효과나 자이로 효과 등이 칼만 와류에 의한 효과보다 강하게 작용하고, 공의 회전에 의해 양쪽의 균형이 깨지면서 진동을 억제하는 효과도 있습니다. 때문에 회전하는 공의 궤적이 비교적 일정한 것입니다.
*-다른 곳에서는?*
이러한 현상은 축구의 무회전 킥 말고도 여러 상황에서 발생합니다. 야구의 포크볼이나 배구의 플로터 서브 등이 이를 의도적으로 이용한 것입니다.
이 현상을 가장 간단하게 체험할 수 있는 상황은 방망이 등을 휘두를 때입니다. 주변에 있는 빈 페트병이나 원통형 막대, 배트 등을 휘둘러 보면 아무것도 닿지 않았는데 페트병이 흔들리거나 우우웅 하는 소리가 들립니다. 이 또한 칼만 와류에 의한 현상입니다.
오 그렇구나...그래서 무회전 슛이 왜 휘어요?
라이언 레이놀스까지 이해했어요
회전...까지는 이해가 되었습니다 감사합니다
티아고가 슛을 찼다까지 이해했습니다.
나왔다 이과형식 유체역학
현대물리말고 유체역학 시리즈 보여주나요???
무회전슛은 공이 회전하지 않기 때문에 회전하는공보다 직진성이 약해서 무분별하게 흩어져있는 공기입자들과 부딪혀도 궤적에 영향을 받아 흔들리는게 아닐까요
아하!
빙고~
티아고 부럽다... 이과형 채널에 나오다니
무회전 슛이 공중에 뜨는 이유는 공이 존나게 빡쳤기 때문입니다.
마지막에 이과형님이 깔끔하게 멘트 마무리해주세요 역질문 하시니까 혼잡해짐요 ㅠ
너무 재밌네요 이과형님..!!!
마그누스 효과는 영상의 기준으로 공의 아랫부분은 고기압 저속이형성 공의 윗부분은 저기압 고속이 생겨 고기압에서 저기압 방향으로 양력이 생겨 휘어지는 현상입니다.
밑에 분이 카르만 효과 잘 설명해주셨는데
무회전슛의 다른 점은 공의 일정한 회전이 없기때문에 휘는게 아니라 공기 마찰로 인하여 슛을 할때 공이 어디로 갈지 모르게 됩니다.
문과 : 공도 떠오르고 싶은 자신의 이상을 펼치는중이군요!
이과 : 땅과 공 사이는 진공이 아니에요...
예체능 : 보여줘?
골프에서는 스팅어샷이 같은 원리겠군요! 이제 마그누스샷이라고 해야겠네요! ㅋㅋ
무회전슛은 공이 빠른 속도로 나아가면서 공의 위아래로 공기들이 지나갈때 회전하지 않는 공 뒤에 카르마의 소용돌이라는 소용돌이가 생겨서 그 소용돌이에 따라 공이 불규칙하게 흔들리는거랍니다.
티아고가 이해할순있게 해줘야지 행님아...
확실히 스포츠랑 연관시키니까 내가 스스로 여러가지 예시를 찾게된다... 궁금증도 생겨나고... 디게 신기하다
도파 인트로 들리면 ㄱㅊ
감히 첨언을 하자면
공기의 빠른 흐름을 만드는쪽은 속도가 높다고 할 수 있지요
반대로
공기의 느린 흐름을 만든다는 것은 공기의 속도가 느려요
속도가 빠르면 압력이 작아지고 속도가 느리면 압력이 커집니다
압력은 힘이니 큰쪽에서 작은쪽으로 힘이 작용해요 이것을 마그누스 힘이라 해요
결론적으로는 맞바람인 상태에서 공에 회전을 주어 쏜다면 공의 흐름은 더 급격하게 되지요😊
형님 진심으로 리액션 가득한 먹방 한번만 찍어주심 안되나요?
과알못이라 그런데 베르누이 원리랑도 연관이 있나요?
베르누이 정리와 같은이론인것같은데 차이점은무엇인가요? 베르누이 효과가 아닌 마그누스효과라 불리는이유가있나요?
무회전이 휘는 이유는 머스킷으로 설명 할 수 있습니다.
옛날 머스킷은 구형 탄환을 썻는데
구형탄환은 앞으로 날라가면서 회전을 하지 않아 탄환 뒤에
와류가 생겨 정확도가 좋지 않았습니다 아마 같은 원리일거엥ㅎ
마그누스 효과에 따르면 특정 물체가 '회전' 할 때 라는 전제 조건이 있습니다. 그러나 이 무회전은 회전을 극단적으로 줄여 마그누스히 효과를 발생 시키는 특정 기류가 발생하지 않게 되고 이에 따라 공기의 흐름을 따라 바뀌게 되는 것 입니다.
예를 들어 축구의 무회전킥, 야구의 너클볼, 배구의 플로터 서브 등이 있습니다
차선 변경 예시는 진짜 지린다 ㅋㅋㅋ
베르누이의 정리와 비교하면 어떤지 설명을 듣고 싶습니다. 이과형님.
베르누이는 형태항력의 영향으로 비행기 날개를 대표적 예로 설명하는데요. 위쪽은 둥글고 아랫쪽은 평평하자나요. 앞쪽에 부딪힌 공기분자가 뒷면에 동시에 도달하려면 위쪽은 빠르게 아래쪽은 느리게 움직여야합니다. 이때 공기입자의 속도차로 위쪽은 저기압 아래쪽은 고기압이 됩니다. 압력이 큰곳에서 적은곳으로 양력이 발생하기때문에 비행기가 뜨는것이죠. 이게 베르누리 원리입니다
마그누스는 스핀에 의해 공 양쪽간 압력차이로 경로가 휘는 현상입니다. 체육임용 합격생인데 오래되어서 제대로 전달되었는지 모르겠네요 ㅎㅎ
체육 임용 운동역학 유체역학파트에서 당골로 나오는 문제네요 ㅎㅎ
잔디에 살짝 튕겼다 뜬거다 말 엄청 많았는데 명료하게 설명해주시네
무회전 슛이 불규칙적으로 움직이는 이유는 공이 진행 방향으로 진행할 때 공의 후면부에 불규칙하게 생기는 와류(소용돌이)에 의한 것입니다. 회전이 없기 때문에 후면부는 불규칙적인 와류가 발생하고 와류로 인하여 공기와 마찰이 발생하는 전면부보다 후면부의 압력이 더 강하여 후면부에 불규칙적으로 발생하는 소용돌이의 영향에 의해 회전하는 공과는 다르게 불규칙적으로 움직입니다.
추가로 사이클 경주는 앞사람을 선두로 같은 팀 선수들이 뒤에 바짝 따라붙어 달리는데 그 이유는 공기저항을 줄이는 유선형 자세로 달리기 때문입니다. 유선형 디자인은 공기저항을 적게 받아 후면부의 압력이 낮아져 뒤따르는 사람은 공기저항을 적게 받습니다. 자전거의 헬멧도 공기저항을 줄이기 위해 유선형 디자인을 하고 있습니다. 비행기 날개, 새의 날개도 유선형, 스포츠카도 유선형으로 설계되어 있습니다.
ps. 새의 날개 비행기의 날개 자동차의 스포일러는 양력과도 관계있습니다.
그거 무회전으로 가면 공기분자와의 마찰이 불규칙적으로 되서 휘는걸로 알고있어요!
이거 궁금했는데 ㅎㅎ 감사합니다
역시 티교수님..
물리 법1칙 따윈 무시해버리는 티아고 ㅋㅋㅋ
와 근데 설명 좋긴 하다ㅋㅋ 고속도로 비유하니깐 이해 한번에 되네ㅋㅋㅋㅋ
무회전 슛이 휘는 이유는 공에 회전이 없을 때 공이 공기를 가르며생기는 기류가 공 뒤쪽에서 불규칙한 소용돌이모양으로 움직입니다. 그때 생기는 힘에 의해 떠오르거나 불규칙한 궤적을 볼수 있죠. 이러한 현상은 축구는 물론 야구에서도 볼 수 있습니다.
이 형은 이제 인간을 초월했네 축구도 분석하는..
내생각엔 무회전은 공이 완전 원형도 아니고
공을 찬순간 출렁거리는데 원형을 유지할려는 소재특성때문에 무게중심이 불규칙적으로 흔들려서 그런듯 그리고 선수들 간의 체온으로 뜨거워진 공기때문에 전선이 형성되서 전선이 형성되는듯
상상도 못한 채널에서 알칸타라가 나오냐ㅋㅋㅋ
박종훈 선수의 업슛 커브도 위로 상승하는 곡선을 가지고 있죠 ㅎ 무회전 슛도 너클볼과 동일한 원리일테고 마그누스 효과를 가장 많이 이용하는 스포츠는 야구일거라 예상해봅니다 마그누스 효과를 이용한 변화구만 커브, 슬라이더, 투심, 싱커, 체인지업, 커터, 포크볼, 스플리터 등등.. 각기 다른 회전과 피치터널을 가지고 있죠
실제론 위로 상승하는게 아닌 다른 투구 방식보다 공이 덜 떨어지기 때문에 상승한다고 느끼는 겁니다. 좀만 찾아보면 나와요 라이징 패스트볼
회전하지 않는 공이 지나갈때 공 뒤쪽으로 소용돌이가 규칙적으로 생깁니다 그리고 그 소용돌이는 공에게 영향을 줍니다 소용돌이가 공을 흔들리게 하는 거예요 이것을 "카르만의 소용돌이"라고 해요 배구를 볼 때 가끔 플로터 서브의 공의 궤적이 예측 불가로 휘는 것도 그것 때문입니다
왜 소용돌이가 생기나요??
@@__sizeof__ -궁금하면 오백원-
공이 공기중을 지나갈 때 공기의 흐름이 공을 타고 흐르면서 생기는 것인데 딱히 특벽한 원리는 없습니다 제트기가 지나갈 때 바람이 제트기를 따라 빠르게 부는 것과 같죠 그런 것도 소용돌이 입니다
문과인데 이과형아 영상 보면 머리 터질 것 같은데 끝까지 봄
마그누스 효과를 공으로 설명하는거 처음봤어요!
이렇게 배웠으면 잘 이해했을텐데..
대표적인 예시가 감아차기..
무회전 슛이 상하좌우로 흔들리는 이유는 공기의 저항 때문입니다..야구에서 너클볼을 생각하면 편한데 공이 회전하면 공기의 저항을 덜어내면서 그냥 던지는 것보다 스핀을 넣어서 던지는게 더 멀리나가고 빠른 속도가 유지됩니다…그렇기 때문에 축구공도 무회전으로 날아가면서 공기의 저항을 받게되고 축구공은 공기의 흐름에 따라 상하좌우로 무작위로 흔들리며 날아가게 됩니다
그리고 축구공이 더 많이 휘는 이유는 당연히 공기의 저항을 받는 면적이 야구공보다 더 넓기 때문이죠😅
굉장하다 티아고 ㄷ ㄷ
정답 : 지구가 도니까!!!
아마 공이 회전하지않으면 공기의 밀도와 마찰로 인해서 궤적에 영향을 주는것으로 알고있습니다
회전하면 마그누스에 의해 한쪽으로 휘지만
무회전슛은 휘는게 아니라 공뒷편 난류에따라 흔들리는것
이과형들 더쉽게 설명해줘!!!
골프공 뜨는것과 같은 원리인가요? 백스핀 먹였을때
다음에 당구도 한번 해줘요
마쎄같은거
경기 라이브로 봣을 때 지렷는데 ㅋㅋㅋ 이걸 여기서 보다니ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
이과형행님 저작권료 부탁드립니다...
쌤~~ 졸려요
무회전 슛이 흔들리는 이유는 공기 중에 회전이 없는 물체가 빠른 속도로 전진하면 공 주변에 소용돌이가 생겨서 흔들리는 겁니다
무회전이 방향을 트는건 공이 완벽한 구가 아니기 때문
홈, 바느질구멍, 상대적으로 두툼한 부분 등에 의해 공기마찰로 가해지는 힘이 달라서 공이 회전할때처럼 방향이 틀어집니다
문제는 일정한 방향으로만 휘는게 아닌 것인데
이 것도 위에 말한 요소들로 인해 설명이 가능함
위 요소들로 인해 틀어지면서 방향이 바뀌지만 회전은 하지 않았으니 공기와 마찰하는 부분이 달라짐
이 때문에 제 멋대로 휘다가 가해졌던 힘보다 중력이 더 강해지면 공이 큰 낙차를 보이며 떨어짐
갑자기 유체역학까지 건드린 이과형.. 그래도 마그누스 효과부터 시작해서 재밌네요.
회전하지 않는 공이 옆으로 휘는 경우는 찼을 때 발의 작용과 반작용으로 공이 튀어나갑니다. 그런데 차고 처음에는 공이 발로 찬 부분은 움푹 파여있는 상태로 날아가다 중간에 원래 상태로 돌아오고 원래상태로 돌아오는 힘의 반작용으로 공이 약간 조금 럭비공 처럼 되어 날아갑니다. 그때 공기의 흐름이 상대적으로 느린부분에서 빠른 부분으로 밀어서 휘는거겠죠?
움푹파인건 차자마자 돌아올거 같은디.. 그리고 파인게 펴지는 힘의 반작용은 무슨말임??
@@유소민 일단 처음 물음에 답하자면 유체역학은 양자학과도 연관이있습니다(양자역학과는 조금 다른개념) 그 말은 즉 아주 작은 입자들의 움직임을 서술하는 유체역학 이라는 것은 아주 작은 변화에도 반응한다는 것이죠. 그래서 처음에 찰때 특이한 변화가 생겼다면 그 효과를 좀 오래 가지고 갑니다(1초 정도 유지되는데 이건 양자적으로는 아주 긴 시간이죠)그래서 영상 마지막 클립을 보면 처음에만 휜걸 볼 수 있죠. 두번째 물음은 파인게 펴지는 힘의 반작용은 관성이라고도 할 수 있겠습니다. 물 풍선을 예로 들 수 있죠 물풍선 손가락으로 누르면 파였다가 돌아오는데 그 힘 때문에 물풍선이 흔들리지 않습니까? 그런 현상과 같다고 볼 수 있습니다.
마그누스 효과에 대해 제대로 설명받은 것 같아서 정말 좋았습니다. 그래서 티아고 어뢰슛 지린다
축구선수 진입장벽 개높네
리버풀 얘기해주셔서 감사합니다
탑스핀은 어떤원리로 떨어지나요?
공중에 회전하지 않고 빠르게 날아가면
뒤쪽에 무언가 샹기는데 그것니 휘게 만들어줍니다
정답은 꺾이지 않는 의지
무회전 슛이 휘는 이유는 jk님이 설명했듯공이 날라가면서 회전이 하지 않고 앞으로 빠르게 가면 뒤에 소용돌이가 일어납니다. 그 소용돌이가 더 클 수록 더 휘고 더 뚝 떨어집니다 소용돌이가 더 작을수록 조금 휘고 조금 떨어지는 것입니다.
라이징 패스트 볼 이라는 킥입니다
공을 찼을때 지면을 거의 핥았다가 좀 승천하는게 라이징 패스트 볼의 궤적 같아서 그렇게 지었다고 합니다
약간 다른게
티아고 어뢰슛은 역회전 뿐아니라
앞에 잔디를 살짝 스쳐야 한답니다.
그게 굉장히 어려울것 같아요
댓글로 알려달라고 한뒤 문과들의 댓글을 보며 흐뭇하게 미소를 짓는 이과형.
티아고 슛 을 과학 유튜버 가 다루다니 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 세상반갑구만
회전하지 않는 공 뒤쪽에 생기는 작은 공기의 소용돌이가 공을 흔드는거 아닌가?
역시 이과형
무회전 슛이 휘는 이유는 무회전 슛이 나가면서 공 뒤에 여러게의 소용돌이가생겨서입니다
공기중에 회전이 없는 물체가 비행을 하면 그 뒤에 작은 소용돌이를 일으켜 흔들리게 한다고 전권씨가 그랬음
패스트볼의 원리를 알려주고
너클볼의 원리를 문제내다니..
무회전은 공기저항을 받는데 공기분자는 자유로워 일정하지 않기 때문에 무작위로 휘는거임 나도 이거 1년 연습했는데 어려움
무회전은 카르만 볼텍스 효과입니다
찼을때 공 뒷면에 공기의 불규칙한 소용돌이가 생깁니다 그러니 공의 움직임도 불규칙해지는것입니다
저골 현장직관했는데 들어가는거 골망 흔들리고나서야 알았습니다 속도가 어마어마해요
무회전 슛은 회전이 없어서 공기 저항을 쎄게 받음 그래서 흔들리는거임
그냥 씻다가 방수에 대해서 궁금해졌는데 정확한 방수는 어떤뜻인가요??
그러니까 고속도로에서 차로변경을 하면 날아오를 수 있다는 거죠?
생활체육지도자 필기 준비할때 봤던걸 보니까 신기하네요
발등으로 정확히 맞춰서 차면 회전이 없는 무뢰전 슛이 나가고요 발 안쪽이나 티아고 선수처럼 바깥쪽으로 차게되면 회전이 일어나면서 뚝 떨어지거나 서서히 떠오르는 슛이 발생해요~~
공이 돌지 않는데 휘는 이유는 야구에서의너클볼과 비슷합니다. 둘다 회전수가 적으면서 바람을타고 움직이기때문에 휘는것입니다.
이과형 굉장하다
무회전슛은 카르만의 소용돌이 효과로 인해서 불규칙적인 움직임이 생기는 것으로 알고있습니다
ex) 배구 플로터 서브와 야구의 너클볼
콥인데 이골을 주제로 해서 설명해줄줄은.. 감사합니다
야구에서도 이것과 비슷하게 라이징 패스트볼이라는 개념이 있더군요 마찬가지로 회전을 이용한 방법이더라고요
보다보니 흥미가 생겨 관련 해외 기사를 보게 되었는데 사실 실제로 공이 떠오르는 것이 아닌 다른 투수의 공에 비해 덜 떨어졌기 때문에(회전력을 이용한 양력) 공의 도착지점이 달랐고 이로인해 마치 공이 떠오르는 것과 같이 느꼈던 거였습니다
실제로 회전력만을 이용해 야구공을 약간이라도 띄우게 하려면 백스핀이 가장 강한 포심 패스트볼로도 100마일일때 3800rpm, 105마일일때 3000rpm 수준으로 세계 최정상 투수들인 mlb 평균 rpm이 2300~2400 수준이라는 것을 감안했을 때 불가능한게 아닌가 싶을 정도였는데
야구공보다 훨씬 무겁고 rpm도 낮은 축구공이 충분한 양력을 얻을 수 있었을까요? 저 공이 잔디에 살짝 닿으며 떠올랐다는 이야기도 있긴 하더라고요 이러나 저러나 티아고 원더골이고 멋진 슛인건 변함없지만요 ㅎㅎ
이거 진짜 개궁금했는데 알 방법이 없어서 답답해하던거 다 풀림..
무회전 슛이 휘는 이유는 공의 회전이 없어지면
공 주변에 작은 소용돌이가 생겨 흔들리는 겁니다
공을 감아차면 휘는거랑 같은 원리라고 이해하면 될까요?
공 뒤편에 소용돌이가 생겨 기압이 낮아지고 그에 따라 공기가 앞에서 뒤로 이동하면서 공이 회전한다고 생각합니다