안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
야구에서 변화구가 휘어지거나 낙차 크게 떨어지는 과학적 원리는 공의 회전으로 발생하는 마그누스 효과와 공기 저항때문입니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드릴게요.
투수가 공을 던질 때 회전을 주면 공 표면에 가깝게 붙어 있는 공기층도 함께 회전하는데, 이때 공이 앞으로 나아가면서 마주치는 공기 흐름에 대해, 공의 회전 방향과 공기 흐름이 같은 쪽은 상대 속도가 빨라져 압력이 낮아집니다. 반대로 회전 방향과 공기 흐름이 반대인 쪽은 속도가 느려져 압력이 높아지면 공은 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 밀리는 힘을 받아 궤적이 휘어지게 됩니다. 구종의 변화는 회전축과 회전 방향에 의해 결정됩니다. 커브볼은 공 앞쪽으로 구르는 전방 회전을 걸어 상부 압력이 높아지므로 아래로 급격히 떨어집니다. 슬라이더나 체인지업은 회전축을 기울여 측면 회전을 유도함으로써 좌우 압력 차를 만들어 옆으로 휘어지게 합니다. 반면 직구는 강력한 후방 회전을 주어 위로 올리는 힘을 발생시켜 중력에 의한 낙차를 최소화합니다.
또한 공 표면의 실밥이 공기 흐름에 경계층 이탈 현상을 일으켜 비대칭적인 저항을 유도함으로써 궤적의 변화를 더욱 가파르고 불규칙하게 만듭니다.