스포츠 종목에서 사용되는 공은 손이나 용구로 다루기 좋은 크기와 무게를 갖고 있다. 손으로 던지는 야구공은 손가락으로 적정하게 힘의 변화를 줄 수 있는 크기와 중량이고, 축구공은 발로 차는 힘에 비례하는 공의 무게와 크기로 되어 있다. 이러한 볼의 크기와 무게엔 초창기부터 지금까지 많은 발전과 변화가 있었다.
관중들이 탄성을 자아내는 공의 변화 속에 숨어 있는 원리는 공의 속도와 회전의 크기이다. 직선으로 날아가는 속도와 빠른 회전을 만들어내는 것은 공에 가해지는 힘이다. 효과적으로 힘을 전달하기 위해서는 힘이 가해지는 공과의 마찰력이 필요하다. 이러한 결과는 바로 공기와의 마찰에 의해 공의 진로가 다양하게 변화되기 때문이다.
공의 속도에 결정적인 역할을 하는 요인이 공의 탄성력이라면, 공의 진로를 변화시키는 요인은 공의 회전속도이다. 야구공의 솔깃을 팔자모양으로 만든 것은 손가락으로 공을 감싸 쥐기 쉽게 할 뿐만 아니라, 공에 회전력을 가하여 공이 회전하면서 공기와의 마찰을 일으켜 또 다른 힘들이 생겨나도록 하기 위함이다.
표면이 매끄러운 축구공은 바나나킥을 기대하기 어려웠을 것이다. 휘어지는 축구공의 기술은 발등과 공의 접촉 면적을 크게 해 마찰력을 최대로 유도하는 것이다. 탁구공의 표면이 매끄러운 대신에 공의 무게가 아주 작고, 라켓 고무 라버와의 마찰력을 이용해 최대의 회전 속도를 유도하기 때문에 드라이버나 커트 기술과 같은 공의 변화가 이루어진다.
스포츠에서 사용되는 공은 대부분 표면이 거친 것이 특징이다. 표면이 거친 공은 공의 표면에 흐르는 공기를 잠시 머무르게 하는 경계층을 넓게 하여 유선형의 특징을 닮게 한다. 거친 표면은 경계층을 넓게 해주는 역할 뿐만 아니라 공이 회전하면서 공의 주변에 흐르는 공기의 속도를 다르게 해 진로를 변화시키는 원인이 되기도 한다.
곰보처럼 생긴 골프공의 딤플은 공의 주변을 스쳐 지나가는 공기 흐름의 속도를 변화시켜 공이 상승하는 양력을 만들게 하고, 상승된 공은 공중에 머무는 시간을 길게 해 더 멀리 날아갈 수 있다.
