스키점프에 숨겨진 과학
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이 중 스키점프는 인간의 두려움을 극복하고 자신의 신체적 능력의 한계에 도전하는 스포츠이며, 스키를 타고 인공으로 만들어진 급경사면을 활강하여 내려오다가 도약대로부터 직선으로 허공으로 날아 착지하는 스키경기로서 활강과 비행하는 모습이 아름다워서 스키경기의 꽃으로 불린다. 이번 소치동계올림픽에서는 남자 노멀 힐(normal hill), 라지 힐(large hill), 남자단체전, 여자 노멀 힐(이번 올림픽에서 처음 채택)경기 네 개의 세부종목에서 기량을 펼치게 되며, 비행자세와 착지거리 및 자세로 평가된다.
스키점프의 단계는 활강, 도약(점프), 비행, 그리고 착지의 네 가지 단계로 구성되어 있다. 인간의 모든 운동(움직임)에는 많은 힘들이 작용하고 과학적 원리를 적용할 때 효율성이 높아지는데, 스키점프의 각 단계에는 어떤 힘들이 작용하고 그 힘들을 어떻게 이용해야 할까?
먼저 경사대를 내려오는 활강은 스키점프의 첫 번째 단계로서 선수의 앞면과 뒷면의 압력차인 형태저항력과 스키와 눈과의 마찰저항력을 줄여야 하고 선수의 몸을 공중으로 띄우게 하는 양력 또한 최대로 감소시켜야 한다. 그러기 위해서 선수는 점프경사대와 평행이 되도록 허리를 구부린 자세를 취하고, 스키는 ‘11’자 모양으로 만들어야 한다. 그렇게 함으로써 경사대에 따라 다르지만 120km/h의 속력까지도 낼 수 있다. 그리고 이 속력은 빠르게 비행하는데 결정적인 요소로 작용한다.
도약(점프)은 두 번째 단계이다. 도약하는 순간 선수는 양력을 증가시키기 위해서 몸을 쭉 폄으로써 선수가 기류와 이루는 신체 각도 즉, 자세각을 크게 하게 되고 이 동작은 선수를 높이 비행하는데 도움을 주게 된다. 다음은 비행자세이다. 비행할 때 키와 활강속도에 따라 차이는 있지만, 스키와 다리의 각도는 25∼30°, 스키와 지상의 각도는 12°∼15°정도가 가장 멀리 날 수 있는 각도로 알려져 있다. 이런 각도를 유지함으로써 양력은 가장 커지고 항력은 가장 적어지게 되는 것이다. 또한 비행할 때 ‘V’자 형태로 벌려진 스키는 일종의 날개(새도 공중으로 올라갈 때 날개를 폄)와 유사한 역할을 하여 바람을 받는 면적을 크게 할 뿐만 아니라 선수의 등을 굽히게 만들어 등 부분의 압력이 낮아지게 함으로써 양력을 크게 할 수 있다. 항공기의 날개에서 양력이 발생하는 것과 같은 이치다. 이렇게 함으로써 ‘11’형태로 벌어진 스키보다 양력을 최고 30% 정도까지 크게 만들어 약 10m까지 도약 거리를 늘릴 수 있다.
마지막으로 착지할 때 작용하는 힘은 충격력이다. 충격력을 줄이기 위해서 선수는 착지할 때 무릎을 굽혀 충격시간을 길게 한다. 스키점프의 라지힐 경기는 140m 이상을 비행하게 된다. 착지하더라도 같은 방향과 속도로 운동을 계속하려는 관성 때문에 정지하기가 쉽지 않다. 스키와 눈의 마찰력을 크게 하여야 한다.
이처럼 스키점프에는 많은 과학적 원리가 숨어 있으며, 새처럼 하늘을 날고 싶어 하는 인간의 욕망을 충족하고 추락하는 이카로스가 되지 않으려면 과학적 원리를 적용하여 끊임없이 훈련해야 함은 당연하다 할 것이다.
/경상대학교 체육교육과
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