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준하와 형돈은 평소에도 야구공을 던지고 받는 걸 즐기던 사이다. 던지기라면 나름 자신 있던 둘에게던지기 종목이 미션으로 주어졌다. 육상 종목 중에서 가장 우락부락한 선수가 많은 던지기 종목에서 둘은 어떤 전략으로 신기록에 도전할 수 있을까?


최적의 각도는 45°? 더 낮아야!

‘아우~, 정말. 몸집만 보고 나한테 던지기 종목을 시키다니. 두고 봐. 신기록 미션에 당당히 성공해보일 테니.’아! 독자 여러분이 보고 계셨군요. 늘정 주는 준하가 뭐든 한번 야무지게 던져 볼게요.

여러분, 물체를 몇 도로 던지면 가장 멀리 날아갈까요? 이론적으로는 45°가 정답이랍니다. 손을 떠난 물체는 포물선을 그리며 날아가다 떨어져요. 이때 물체가 날아가는 방향이 지면과 이루는 각도(투사각)가 45°보다 크면 높이는 올라가지만 멀리 가지 못하고 떨어지겠죠. 45°보다 작으면 하늘에 떠있는 시간이 짧아서 멀리 가지 못하죠. 결국 45°일 때 가장 오랜 시간 동안 하늘에 떠서 멀리까지 날아갈 수 있답니다.

이론이 아닌 현실에서는 상황이 조금 달라요. 물체를 던지는 곳과 떨어지는 곳의 높이가 다르기 때문이죠. 우리가 물체를 던질 때, 키가 있고 팔을 위로 뻗는 걸 생각하면 바닥보다 2m 정도 높은 곳에서물체를 던지게 마련이죠. 물체가 출발하는 곳이 높은 만큼 45°보다 조금 낮게 던지는 것이 좋답니다.이번 미션을 준비하면서 알게 된 놀라운 사실이랍니다.
 

물체의 무게나 던지는 속도에 따라서도 각도는 달라져요. 포환의 무게는 7.26kg이에요. 볼링장에서 가장 무거운 볼링공의 무게가 16파운드인데, 1파운드가 0.454kg이니까 16파운드는 7.26kg에 해당해요.여자 선수가 던지는 포환은 4kg인데, 9파운드에 달하죠. 결국 포환던지기는 무거운 볼링공을 던지는 경기인 셈이에요. 그래서 포환던지기에는 육상 선수 중에서 가장 힘센 사람들이 모여 있답니다.

포환이 날아가는 거리는 던지는 속도와 각도, 높이에 따라 결정돼요. 여기서 가장 중요한 것은 던지는 속도예요. 속도가 10% 빠를수록 거리는 약 21% 늘어난다고 해요. 던지는 속도가 빠를수록 각도를 높이는 게 좋대요. 물론 45°보다는 낮게 말이죠. 선수들은 포환을 보통 40° 내외로 던져요.

포환던지기와 비슷한 종목으로 해머던지기가 있어요. 해머는 무게가 포환과 같은 쇳덩이에 길이110cm 정도의 강철 끈을 달아 던지는 경기입니다. 해머를 던질 때도 해머를 던지는 속도가 가장 중요해요. 해머의 속도는 해머를 돌리는 속도와 회전 반지름을 곱해 계산할 수 있어요. 해머를 돌리는 속도는 해머가 회전하는 속도, 즉 각속도라고 하죠.

해머의 속도 = 해머의 각속도 × 회전 반지름

선수들은 해머를 보통 3번 돌리고 나서 던지는데, 힘이 부족한 선수들은 해머를 4번 돌리는 기술을 개발하기도 했어요. 각속도를 높이기 위한 기술이었던 거죠.
 

같은 무게의 쇳덩이를 던지는데도 해머던지기 세계기록은 86.74m지만 포환던지기 세계기록은 23.12m에 그쳐요. 그 이유는 회전 반지름 때문이에요. 해머에 달린 강철 끈이 회전 반지름을 크게 만드는 역할을 한 거죠.

해머를 던질 때 회전 반지름이 1cm 커질수록 던지는 속도가 빨라져 0.8m가 더 날아간다고 해요. 팔이긴 선수가 조금이라도 유리하겠죠. 물론 포환던지기 선수처럼 몸무게가 많이 나가고, 해머가 바깥으로 날아가려는 원심력을 버틸 만큼 힘이 센 선수가 유리한 건 당연하고요.
해머를 던지는 속도는 매우 빠르기 때문에 선수들은 42~44°각도로 해머를 던져요. 던지기 종목 중에서 가장 높은 각도에 해당합니다.


tip 여자 해머던지기 선수 볼다르치크를 주목하라

여자 해머던지기의 세계신기록 보유자인 폴란드의 아니타 볼다르치크가 새로운 기록을 세울 수 있을 것인지 기대하며 지켜보세요.
 

맞바람이 불 때 더 멀리 날아간다?

‘준하 형이랑 또 같은 취급을 당하다니. 살을 빼던가 해야지. 미친 존재감을 보이고 말겠어.’여러분 제가 이래 봬도 S 전자 출신 아니겠습니까. 던지기 종목에서 힘뿐 아니라 머리도 같이 쓰는 걸 보여 드릴게요.

포환이나 해머는 무겁기 때문에 바람의 영향을 거의 받지 않아요. 하지만 원반이나 창은 달라요. 원반은 무게가 2kg, 창은 800g밖에 나가지 않기 때문이죠. 가벼운 만큼 바람을 잘 이용해야 해요.

원반부터 차근차근 살펴봐요. 원반이 가볍다고는 하지만 친구나 개랑 놀 때 쓰는‘프리즈비’정도라고 생각하면 안 돼요. 프리즈비는 무게가 100g 정도에 불과하거든요.

먼저 원반을 한번 던져 볼게요. 원반을 던지면서 저는 속으로 ‘맞바람이 불면 좋겠다’고 생각했어요. 뒤바람도 아니고 맞바람이라는 말에 이상하게 생각하신 분이 있겠죠. 단거리달리기에서는 등 뒤에서 바람이 불면 당연히 더 좋은 기록을 얻을 수 있어요. 하지만 원반은 적당한 맞바람이 불 때 더 멀리 날아간답니다. 맞바람이 불면 원반에 위로 뜨려는 힘(양력)이 작용하기 때문이죠. 원반을 초속 5m의 속도로 던졌을 때 초속 3.6m의 맞바람이 분다면 날아가는 거리가 약 10% 늘어난다고 해요. 오히려 뒤바람이 불면 거리가 약 8% 줄어들어요.

저처럼 오른손잡이 선수는 원반을 던질 때, 마지막 순간에 왼팔을 몸에 붙인답니다. 왼팔을 몸에 붙이면 회전 반지름이 작아지면서 몸이 회전하는 속도가 빨라져요. 피겨스케이팅에서 팔을 벌리고 있다가 팔을 모으면 빠르게 회전하는 것처럼 말이죠. 몸이 회전하는 속도가 빠를수록 원반을 던지는 속도도 빨라진답니다. 마지막 순간에는 원반에 회전도 걸어줘야 해요. 원반은 표면적이 넓어서 공기저항을 많이 받아요. 원반이 흔들리지 않고 안정한 상태로 날아가게 하려면 강한 회전이 필요하답니다.

원반경기장은 포환이나 해머던지기를 하는 경기장과 비슷하게 생겼어요. 세 종목 모두 지름이 2m가 넘는 원형 구역에서 거리가 새겨진 부채꼴 구역을 향해 기구를 던지죠. 부채꼴 구역에서는 각도 40°안에 떨어져야 기록으로 인정받을 수 있답니다. 하지만 창던지기 종목은 30m를 직선으로 달려와서 창을 던져요. 몸을 회전시키는 동작 없이 직선으로 던지기 때문에 부채꼴 구역의 각도는 29°에 불과하죠. 빠르게 달리는 실력이 중요한 만큼 창던지기 선수는 다른 던지기 종목의 선수보다 날씬하답니다.
 

창의 길이는 2.2m 정도지만 무게는 800g에 불과해요. 가벼운 창이 공기저항을 이기려면 창에 시계방향으로 회전을 걸어줘야 해요. 또한 목표하는 방향보다 6°정도 오른쪽으로 던지는데, 양력을 최대로얻기 위해서죠. 그림에서 보듯이 시계방향으로 도는 창에서는 창 위쪽의 공기흐름이 아래쪽보다 빨라요.‘베르누이 정리’에 따르면 공기흐름이 빠른 곳은 압력이 낮아져요. 그래서 창이 양력을 받아 뜨게 된답니다. 양력을 받은 창은 당연히 더 멀리 날아가고요.

선수들의 노력이 거듭되면서 1984년 창던지기에서 104.8m라는 기록이 나왔어요. 관중이 위험할 수 있다는 생각에 1986년부터는 창의 무게중심을 앞으로 4cm 당겼어요. 무게 중심이 뒤쪽에 있으면 더 멀리 날아가거든요. 무게중심을 앞으로 당긴 뒤 기록은 약 10% 줄었답니다.
 

tip 여자가 남자보다 기록이 좋은 경기

원반던지기는 육상 종목 중에서 여자 기록이 남자 기록보다 뛰어난 유일한 종목이다. 여자 선수가 쓰는 원반의 무게가 남자의 절반인 1kg이기 때문에 생긴 결과다.
 

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