과학탐구보고서 (야구공 108개 실밥에 숨겨진 과학의 비밀)

소개글

야구공 108개 실밥에 숨겨진 과학의 비밀라는 제목으로 탐구하여 작성한 과학탐구보고서입니다.
실험결과 및 사진등이 모두 포함되어 있습니다.

목차

가. 탐구 동기

나. 탐구 목적

다. 탐구 내용

라. 탐구 이론
1. 야구공의 실밥은 왜 있는 것일까?
2. 마그누스 효과
3. 베르누이 정리
4. 공기의 저항
5. 구질과 구종

마. 탐구 장치 제작
1. 구종별 탐구를 위한 공 제작
2. 공기 흐름 탐구 장치 제작
3. 최종 탐구 장치 검증 실험

바. 탐구 결과 및 분석
1. 실밥이 공기의 움직임에 미치는 영향 탐구
2. 너클볼과 공기 흐름의 관계 탐구
3. 직구와 공기 흐름의 관계 탐구
4. 슬라이드와 공기 흐름의 관계 탐구
5. 커브와 공기 흐름의 관계 탐구

사. 탐구 결론

아. 참고 문헌

본문내용

우리 주위에서 쉽게 볼 수 있는 공들은 여러 가지 모양과 크기를 가지고 있다. 또한 그 용도 또한 매우 다양해서 독특한 특성들을 가지고 있다. 그래서 종종 다른 공들은 대부분 매끄러운데 골프공은 왜 이렇게 생겼을까? 또는 축구공은 왜 공을 차는 방법에 따라 휘는 방향과 움직임이 달라지는 걸까? 라는 의문을 많이 가지고 있었다.
특히, 우리나라의 류현진 투수가 메이저리그에 진출하여 변화무쌍한 공을 던지면서 연일 승리투수가 되는 모습을 보면서 신도 나고 또한 재미도 있었지만 류현진 투수가 던진 공이 갑자기 휘어지고 떨어지는 모습은 정말 신기하였다.

<중 략>

○ 가. 실밥이 공기의 움직임에 미치는 영향 탐구
본 탐구에서는 야구공의 실밥이 있고 없음에 따라 공기 흐름이 어떻게 달라지는지를 살펴보았다. 실험용 공으로는 실제 야구공과 실밥이 없는 야구공을 대신하여 스티로폼 볼을 사용하였으며, 흰색 연기를 이용한 공기 흐름의 관찰을 쉽게 하기 위하여 공은 파란색으로 색칠하여 이용하였다.
- 가. 탐구 결과
① 실밥이 없는 공의 경우, 공기가 공의 표면에 밀착하여 흐르면서 공의 뒷부분에는 매우 복잡한 공기 흐름이 생겼다. 따라서 공의 앞쪽과 양면에는 공기 저항이 크고 공의 뒤쪽은 공기의 흐름이 불규칙해지는 모습을 보였다.
② 실밥이 있는 야구공의 경우 공기가 공의 표면에 밀착하여 흐르다가 실밥을 만나면서 공기의 일부가 공의 표면과 떨어져 위로 벌어지고 나머지 공기의 일부만 표면을 타고 흘러갔다. 또한 공 표면과의 각도가 실밥이 있는 경우와 비교해 커짐에 따라 공의 뒤쪽에서 발생하는 불규칙성이 줄어드는 모습을 보였다.

<중 략>

야구공의 윗부분과 아랫부분의 압력차가 회전 각도가 30도인 경우보다도 조금 더 줄어 상하압력차에 의한 힘이 더욱 작아졌다. 반면에 야구공의 오른쪽 공기의 흐름이 야구공의 표면과 좀 더 빨리 떨어져 압력이 더 높아져 오른쪽에서 왼쪽으로 작용하는 힘이 좀 더 증가하였다.

참고 자료

로버트 어데어, “야구의 물리학”, 도서출판 한승, 2011.
고형종, 권오붕, 김용직 등, “쉽게 배우는 유체역학”, 홍릉과학출판사, 2010.
윤치훈, 중앙대학교 석사 학위 논문, “야구 물리”, 2006
http://www.dongascience.com/news/view/-58477/bef
http://blog.naver.com/core1023?Redirect=Log&logNo=130140481735
http://navercast.naver.com/contents.nhn?rid=131&contents_id=5093
http://blog.naver.com/sportsku?Redirect=Log&logNo=110133723320
http://luxcozy.tistory.com/2944
http://blog.naver.com/mchsb?Redirect=Log&logNo=46866999
http://blog.naver.com/windfx?Redirect=Log&logNo=20089812758
http://blog.naver.com/swj0506?Redirect=Log&logNo=110094070110