[최규정의스포츠과학이야기]○19레이놀즈수의비밀

골프공돌기가저항줄여비거리쑥쑥

골프공의 표면은 울퉁불퉁하다. 표면에 작은 돌기를 만들면 공기저항이 줄어들고 볼은 더 멀리 날아갈 수 있다. 그러나 탁구공이나 총알의 표면은 매끄럽다. 이처럼 돌기를 만들면 저항이 감소하거나 오히려 증가하는데, 이를 결정짓는 것이 ‘레이놀즈수’(Reynold＇s number)다. 레이놀즈(영국의 물리학자)는 1883년 관속을 흐르는 물에 물감을 투입해 안정적으로 흐르는 층류인지 뒤섞여 흐르는 난류인지 구분할 수 있음을 밝혔다. 즉 유체속도, 관 지름, 유체 밀도를 곱한 값을 유체 점성도로 나눈 값-차원이 없는 수-에 따라 유체의 흐름이 층류유동과 난류유동으로 구분된다. 돌기를 주어 공기저항이 감소되는 레이놀즈수는 약 4만-40만 정도이며, 이보다 크거나 작으면 저항이 오히려 커진다. 골프공이 날아갈 때는 5만-15만 정도이므로 돌기를 만들어 저항을 줄일 수 있다. 탁구공의 레이놀즈수는 4만보다 작기 때문에 매끄럽게 만든다. 시속 150km 야구공의 레이놀즈수는 30만 정도이다. 이 정도 또는 이보다 느린 속도의 야구공은 실밥으로 인해 저항이 줄어든다. 실밥에 의해 난류유동이 돼, 전체적으로 저항이 줄기 때문이다. 최규정 KISS 수석연구원