[과학을읽다]반발계수 높으면 비거리 늘어날까?

드라이버 타구 스피드가 시속 310㎞로 알려진 미국 프로골프 선수 버바 왓슨의 역동적인 드라이버샷 모습. [사진=유튜브 화면캡처]

[아시아경제 김종화 기자]올해 프로야구 시즌이 개막하면서 가장 화제가 됐던 것은 공인구의 반발계수를 낮춘 것이었습니다.

야구공의 반발계수를 낮춘 것이 왜 화제가 됐을까요? 한국야구위원회(KBO)가 반발계수를 낮춘 야구공을 사용하기로 한 이유는 '타고투저(打高投低)' 현상을 완화하기 위해서입니다. 즉, 타자들의 타율을 낮춰 경기에 박진감이 더 넘치도록 하겠다는 의도라고 합니다.

야구공의 반발계수를 낮추면 타력이 떨어질까요? 반발계수는 야구뿐 아닙니다. 골프 장비를 광고할 때도 빠지지 않고 '고반발' 또는 '초고반발'이라는 수식어를 강조하지요. 반발계수가 높으면, 쉬운 말로 '고반발'이면 타구의 비거리가 늘어날까요?

반발계수(Coefficient of Restitution, COR)란, 충돌하는 두 물체 사이에서 운동(속도)에너지가 얼마나 효율적으로 전달되는가를 수치로 나타낸 것을 말합니다. 야구에서는 투수가 던진 공이 타자의 배터에 부딪혔을 때 튀어 나가는 정도를 말하고, 골프에서는 드라이버나 아이언 등으로 골프공을 쳤을 때 그 반발로 나타나는 운동에너지의 정도라고 할 수 있습니다.

스포츠에서는 종목마다 공인구(볼)의 반발계수가 서로 다릅니다. 일정한 높이에서 공을 바닥면에 떨어뜨려 튀어 오르는 정도로 반발계수를 측정하는데 각 종목의 특성상 그 높이가 서로 다릅니다. 공이 바닥면에 떨어지는 속도(㎧) 분의 튕겨 나오는 속도(㎧)로 반발계수를 측정합니다.

공의 특성이 경기력을 좌우합니다. 특히 반발계수는 공의 스피드와 비거리 등에 큰 영향을 미칩니다. 그래서 종목별로 공의 지름, 무게, 소재, 색깔, 반발계수 등을 제한한 공인구가 있습니다.

올해부터 적용된 야구공의 반발계수는 0.4034∼0.4234 사이입니다. 이 수치는 일본 프로야구의 공인구와 같은 것입니다. KBO가 지난해까지 공인했던 야구공의 반발계수는 0.4134∼0.4374이었습니다. 반발계수가 0.001 줄어들면 타구의 비거리가 20㎝가량 줄어든다고 합니다.

타자가 같은 힘으로 홈런을 쳤다고 가정하면, 2~3m 정도 덜 날아가게 되는데 이 정도면 지난해는 홈런이었던 타구가 올해는 야수에게 잡힐 수 있는 것입니다. 타자들은 이미 "볼이 좀 덜 뻗어나가는 것 같다"고 말합니다. 야구공은 초속 75m의 속도로 벽에 부딪힌 후 튀어 나올 때의 속도로 반발계수를 계산합니다. 반발계수 0.4134일 경우 벽에 부딪힌 후 튀어나오는 속도는 초속 31.005m가 되는 것이지요.

골프공의 반발계수는 골프공을 1m 높이에서 드라이버 헤드에 떨어뜨렸을 때 얼마나 높이 튀어오르는가를 나타내는 수치입니다. 미국골프협회(USGA)와 영국왕실골프협회(R&A)는 지난 1998년 드라이버의 반발계수를 0.830 이하로 규정했습니다. 반발계수가 0.830이 넘는 드라이버는 정규 대회에서 사용할 수 없다는 말입니다.

반발계수 0.830이란 의미는 1m 높이에서 골프공을 드라이버 헤드에 떨어뜨렸을 때 골프공이 83㎝ 정도 튀어오른다는 뜻입니다. 1m를 튀어오른다면 반발계수는 1이 되겠지요. 골프공의 반발계수가 0.01 올라가면 비거리는 1.4~2야드(128~183㎝)가 늘어난다고 합니다.

그렇다면 광고에서 흔히 등장하는 "20야드(18m 정도)가 더 멀리 날아간다"는 문구는 신뢰할 수 있을까요? 반발계수를 지금보다 0.1 정도를 올리면 가능하다는 계산이 나오겠지요? 항상 동일한 에너지로 스윙을 한다고 가정할 때 반발계수가 0.930은 돼야 비거리 20야드가 더 나올 수 있습니다. 게다가 페어웨이우드나 아이언의 반발계수는 또 다릅니다. 반발계수만으로 비거리를 올리려면 이 점도 알아두어야 합니다.

축구공의 반발계수는 0.77∼0.90로 2m 높이에서 떨어뜨리는데 국제축구연맹(FIFA)은 115∼155㎝ 정도 튀어오르는 공을 사용하도록 규정하고 있습니다. 각 종목 중 공이 가장 큰 농구공의 반발계수는 0.85입니다. 1.8m 높이에서 떨어뜨려 1.3m 튀어올라야 합니다.

배구공은 2m 높이에서 떨어뜨려 135㎝ 이상 튀어오르는데 반발계수는 0.77∼0.81이라고 합니다. 테니스공은 반발계수가 0.73∼0.76 정도인데 2.54m에서 떨어뜨려 135∼147㎝ 튀어올라야 합니다. 크기가 가장 작은 탁구공은 반발계수가 0.89∼0.92 사이로 30㎝ 높이에서 떨어뜨려 24∼26㎝ 정도 튀어올라야 합니다.

반발계수가 높아지면 타구의 스피드도 빨라집니다. 야구의 타구 속도는 정상 반발계수 기준으로 최고 시속 180㎞, 남자배구 선수들의 서브 최고속도는 131㎞, 미국프로골프(PGA)투어 평균 드라이버 타구속도는 269㎞, 미국의 장타자 버바 왓슨은 무려 310㎞까지 나온다고 합니다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr