(역학이야기) 공중 회전 발차기를 하고싶으십니까?

어린시절... 남자라면 누구나 멋진 발차기를 꿈꾸셨을겁니다. 일단 동영상 한편 보시죠
참고로 고등학교 물리의 각 운동량 부분까지는 이해를 하고 있으셔야 합니다.



어떻게 보실런지는 모르겠지만... 절대 좋은 자세는 아닙니다 그래서 여기에 더 적합할 수도 있겠군요...ㅋㅋ

그럼 과연..... 위 동영상 보다 더 높고 더 임팩트 있는 발차기를 하기 위해서... 또는 적어도 위 동영상 만큼이나마 공중 발차기를 하기 위해서 어떤 것들이 필요하지????

물론 경험자에게 배우는 방법도 있긴 합니다만.. 우리는 물리적으로 접근해 봅시다.. 과연 공중에서 발차기를 하는데 어떤 물리적인 현상이 발생할까!!! 많은 물리 법칙이 적용 되겠지만 중요하다고 생각 되는 두가지에 대해서 이야기 해 보겠습니다. 첫번째는 관성, 두번째는 각 운동량입니다.

우선 높은곳에서 발차기를 하기 위해선 높은 점프력이 필요합니다.... 당연하지만...ㅋㅋ 그럼 점프력을 높이려면 점프력 운동을 많이 하면 될까요??? 점프력 운동만 많이 하면 높은곳에서 발차기를 할 수 있을까요?? 절대... NO 입니다. 저는 점프력이 굉장히 낮은 편에 속합니다. 그래도 동영상같이 공중 발차기를 하죠..ㅋㅋㅋ

점프력도 낮으면서 어떻게 공중에서 발차기를 하느냐... ??!!
관성이라는게 있죠...
뉴튼 1법칙... 관성의 법칙이라는게 있습니다. 다들 알고 계실테죠 관성의 법칙이라는거... 보통 운동을 유지 하려는 힘이라고 알고 계실겁니다. 어떤식으로든지 이해는 하고 계실테죠..ㅋㅋ

자 그럼 관성.. 제 머리에는 어떻게 들어가 있느냐... 공중에서 발차기를 하기위한 도구 입니다.ㅋㅋㅋ 발차기 잘할려고 물리를 깨우쳤습니다.. 엥?? ㅋㅋㅋ;;

제자리 점프를 합니다.
1) 차렷 자세로 팔을 붙인 상태로 점프합니다.
2) 공중에 팔을 번쩍든 후 점프와 동시에 팔을 아래로 내립니다.

어떤게 더 높이 점프를 할까요? 당연히 2번입니다. 하지만 왜???  더 높이 점프하는지 이해하는게 중요하죠 1번의 경우는 단순히 다리의 근육량을 이용해서만 점프를 하지만 2번의 경우는 팔을 내리는 운동에 의한 반작용이 점프하는 힘에 더해지기 때문에 더 높은 점프가 가능한 겁니다. 머리위로 든 팔의 관성이 계속 그 상태로 있으려고 하기 때문에 순간적으로 내리는 힘의 반작용으로 점프하는데 도와주는 힘이 생기는 것입니다.

자 그럼 점프 잘 하는 방법을 아셨나요? 실제로 점프 발차기 할때 팔동작은 굉장히 중요한 부분에 속합니다.

자 이제 두번째 !! 공중에서 빠르게 회전하는 법 여기에는 각 운동량 보존 법칙이 적용됩니다.


각 운동량 보존이 성립한다는 가정하에 식을 다시 쓰면 다음과 같이 쓸 수 있습니다.


여기서 눈여겨 봐야할 문자는 I 입니다. 질량 관성 모멘트죠.. 단진자 운동과 같이 집중질량의 경우에는 질량 관성 모멘트 I를 다음과 같이 쓸 수 있습니다.


이 식을 두번째 공식에 다시 대입하면 다음과 같이 쓸 수 있습니다.


식을 잘 들여다 봅시다..... 질량이랑 비례 하고.... 길이에는 제곱에 비례 하네??? 포인트 입니다...!!

팔다리가 길면 회전 발차기 하는데 유리하다는 말이 되는 거죠 왜 그런것인가? 각 운동량 보존법칙을 요렇게 다시 보죠

초기 r의 제곱이 3이고 w가 3이었는데 나중에 r이 1로 줄어 들면 각 운동량 보존 법칙에 의해 w가 그만큼 증가 하게  되는 것입니다. 그만큼 초기 r값이 크면 나중 각속도는 더 크게 증가 하는게 되는 겁니다. 김연아양이 몸에 비해 팔이 긴 것이 왜 회전하는데 장점이 되는지 아시겠죠?ㅋㅋ

위 동영상에서 회전하는 부분을 사진으로 보면


팔을 양쪽으로 펼치고 있는 모습이 보이시죠? 그래서 처음에 좋은자세가 아니라고 말한겁니다. 아래 사진을 보시면 착지 할 때 다리가 약간 굽혀진 상태로 불안하게 착지 하는 모습을 볼 수 있으실 겁니다. 땅으로 떨어지기 전에 회전을 다 하지 못했기 때문에 다리가 굽혀진거죠


어떻게 하면 멋지게 회전 발차기를 하고 안정적으로 착지할 수 있을까? 각 운동량 보존법칙을 이용하여 생각해 봅시다. 정말 간단하지만 팔을 몸쪽으로 모아주기만 하면 되는겁니다. 각 운동량 보존 법칙에 의해 관성 모멘트가 줄어들고 각속도가 증가 하는거죠 그럼 그만큼 공중에서 빨리 발차기를 끝내고 몸이 땅으로 떨어지기 전에 안전하게 착지 할 수 있는겁니다.

점프를 높게 하기 위해서 관성을 이용하고, 회전을 빨리 하기 위해서 각 운동량 보존 법칙을 이용하고 그럼 발차기가 되느냐????? 물론 그렇지는 않습니다....ㅋㅋ 자세라든가 느낌이라든가 등등 세세한 부분들이 필요합니다. 하지만 이런 물리 법칙을 잘 이해하고 있다면 운동을 배우기가 더 쉬워지겠죠??

자 여기까지 점프 발차기로 본 물리법칙이었습니다. 너무 휘리릭 끝나서 정신이 없네요. 다들 이미 알고 계신 내용일테지만 이런식으로 적용해서 생각해 본다면 더 흥미롭겠죠 ㅋ


첫번째 역학 이야기가 끝났습니다. 쉬운 내용으로 한다고는 했는데 머리속에 들어있는걸 누군가를 위해 설명한다는게 쉬운일이 아니네요. 다음 포스팅할 내용은 이번 이야기에 이어서 540도 발차기 동영상을 분석해 볼 생각입니다. 540도 발차기로 굉장히 유명한 분이 한분 있습니다. 각 운동량과 관성에 관한 이야기를 그분의 동영상과 함께 2탄으로 준비 하겠습니다.



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