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Intro ......

 

스파이럴,그러면 그 뒤에는 자유낙하 공식에 의해 최고 높이와 체공 시간이 결정됩니다. 스포츠에도 과학의 원리가 숨겨져 있다 피겨 스케이팅은 스포츠와 예술이 결합하여 감동을 주는 아름다운 종목인데, 점프, 각운동량이 보존될 때 L은 일정하므로 r이 작아지면 w는 커지는 것을 알 수 있습니다. 결국 팔을 벌려 큰 각운동량을 가지고 회전을 시작하다가 팔을 안으로 모으면 같은 각운동량을 유지하기 위해 저절로 회전이 빨라질 수밖에 없다는 것입니다. 이것이 바로 착지할 때 스케이터가 팔과 다리를 다시 벌리는 이유일 것입니다. 이는 선수가 얼음 위에서 만들어내는 몸짓 하나, 회전 속도가 매우 빨라지는 것을 볼 수 있을 것입니다. 물론 체공 시간이 길수록, 그리고 회전 속도가 빠를수록 회전수가 늘어나게 됩니다. 이 ppt에서 그 중에 몇가지 간단한 원리들을 다뤄보고자 합니다. 결국 회전수를 늘리기 위해서는 회전 속도를 높여야 하는데 이를 위해서는 팔을 좀 더 빨리 안쪽으로 모으고 몸을 더 가늘게 일자로 만들어야  ......

 

 

Index & Contents

피겨스케이팅의 물리학

 

피겨스케이팅의 물리학

 

 

피겨스케이팅의 물리학

 

 

목차

스포츠에도 과학의 원리가 숨겨져 있다.

 

피겨 스케이팅의 스핀은 각운동량 보존 법칙으로 설명할 수 있다.

 

점프의 회전수는 체공 시간과 회전 속도에 의해 결정된다.

 

스포츠에도 과학의 원리가 숨겨져 있다

 

 

피겨 스케이팅은 스포츠와 예술이 결합하여 감동을 주는 아름다운 종목인데, 물리학자들은 피겨 스케이팅에서 특별한 아름다움을 더 발견합니다. 이는 선수가 얼음 위에서 만들어내는 몸짓 하나, 점프 하나에 물리 이론들이 생생하게 실현되기 때문입니다. 이 ppt에서 그 중에 몇가지 간단한 원리들을 다뤄보고자 합니다.

 

 

피겨 스케이팅의 스핀은 각운동량 보존 법칙으로 설명할 수 있다.

 

얼음 위에서 볼 수 있는 아름다운 예술과 놀라운 기술의 하모니인 피겨 스케이팅 속에는 물리학이 담겨있습니다.

 

피겨 스케이팅의 기술요소에는 스핀, 점프, 스파이럴, 스텝 등이 있는데 이 중에서 스핀에 대해 알아보겠습니다.

 

 

스핀에서 가장 기본은 일자로 서서 회전하는 것인데 스케이터가 처음에는 팔을 벌리고 천천히 회전을 하다가 팔을 안쪽으로 모으면서, 회전 속도가 매우 빨라지는 것을 볼 수 있을 것입니다. 이것은 근본적으로 우리 우주의 모든 방향이 동등하다고 하는 것에서 나오는 각운동량 보존법칙의 결과입니다.

 

여기서 각운동량은 L=mr2w로 표현 될 수 있고, 각운동량이 보존될 때 L은 일정하므로 r이 작아지면 w는 커지는 것을 알 수 있습니다. 따라서 회전반경이 줄어들면 각속도가 빨라진다는 것을 알 수 있습니다.

결국 팔을 벌려 큰 각운동량을 가지고 회전을 시작하다가 팔을 안으로 모으면 같은 각운동량을 유지하기 위해 저절로 회전이 빨라질 수밖에 없다는 것입니다.

 

 

점프의 회전수는 체공 시간과 회전 속도에 의해 결정된다

 

공중에서의 회전수는 두 가지에 의해 결정됩니다. 체공 시간과 회전 속도. 물론 체공 시간이 길수록, 그리고 회전 속도가 빠를수록 회전수가 늘어나게 됩니다. 여기서 체공 시간은 스케이터에 관계없이 점프의 최고 높이에 의해 결정됩니다.

 

최고 높이는 스케이트 날이 얼음을 떠나는 순간 선수의 무게중심이 수직방향으로 얼마나 빠른 속도를 가지고 위로 올라가느냐에 의해 정해집니다. 그러면 그 뒤에는 자유낙하 공식에 의해 최고 높이와 체공 시간이 결정됩니다.

 

체공 시간이 정해지면 그 다음에는 회전 속도에 따라서 공중에서의 회전수가 결정됩니다. 그런데 회전 속도는 위에서 설명한 것처럼 각운동량이 핵심 역할을 합니다. 따라서 몸이 얼음을 떠나기 직전에 팔다리를 펴서 회전을 시작하여 각운동량을 최대로 했다가 도약 직후 팔다리를 안으로 모아 몸을 일자로 만들어 회전을 빨라지게 만드는 것입니다.

 

만약 공중에서 원하는 회전수를 다 채웠다면 다시 팔다리를 펴서 회전을 거의 멈추게 할 수도 있을 것입니다. 이것이 바로 착지할 때 스케이터가 팔과 다리를 다시 벌리는 이유일 것입니다.

점프를 할 때 팔을 모으는 것은 그리 쉬운 일이 아닙니다. 이는 회전하는 동안에는 팔에 원심력이 작용하기 때문인데 이런 원심력은 중력의 네 배까지 커지기도 합니다.

 

결국 회전수를 늘리기 위해서는 회전 속도를 높여야 하는데 이를 위해서는 팔을 좀 더 빨리 안쪽으로 모으고 몸을 더 가늘게 일자로 만들어야 합니다.

 

스케이터들은 비록 물리학에 정통하진 못하지만 경험으로써 이런 물리 이론을 터득하고 있는 것입니다.

 

THE

 

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