왜 회전을 할때 두팔을 모으면 더 빠르게 도나요?
예전에 김연아 선수도 그렇게 사람이 회전을 할때
두 팔을 몸쪽으로 모으면
회전속도가 더 빨라 지는데요
이러한 현상이 발생하는 과학적 원리가 무엇인가요?
안녕하세요. 김재현 전문가입니다.
두팔을 벌리고 회전하다 갑자기 오므리면 회전속도가 더 빨라집니다. 이는 각운동량보존때문에 그렇습니다. 공식으로는 L = I x W입니다. 관성모멘트와 각속도의 곱으로 나타내어지고 W = v/r입니다. 각운동량보존으로 r이 작아지면 v가 커져 속도가 더 빨라지는것이죠
안녕하세요.
두 팔을 몸쪽으로 모을 때 회전 속도가 빨라지는 현상은 '각운동량 보존의 법칙'에 기반을 두고 있습니다. 각운동량은 회전하는 물체의 회전 속도와 관련된 물리량으로, 물체의 질량, 회전 속도, 회전축으로부터 물체까지의 거리(반지름)의 곱으로 계산됩니다.
회전하는 도중에 스케이터가 팔을 몸에 가깝게 모으면, 몸의 회전 반지름이 줄어듭니다. 각운동량 보존의 법칙에 따라, 외부에서 토크(회전력)가 작용하지 않는 한 각운동량은 일정해야 하므로, 회전 반지름이 줄어들면 회전 속도가 증가해야 합니다. 즉, 팔을 몸 가까이로 모으면 회전 반지름이 감소하고, 그 결과로 회전 속도가 증가하는 것입니다. 이는 피겨 스케이팅에서 뛰어난 회전 기술을 보여 주는 중요한 원리 중 하나로, 스케이터들이 빠른 스핀을 실행할 수 있게 해줍니다.
이 과정을 수학적으로 설명하면, 각운동량 L은 각속도 ω와 관성 모멘트 I의 곱으로 표현되는데, L = Iω입니다. 관성 모멘트 I는 질량과 회전 반지름의 제곱의 곱으로 계산되므로, 팔을 몸에 가깝게 모을 때 관성 모멘트가 감소하고, 각 운동량의 보존을 위해 각속도 ω가 증가합니다.