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[HOW IT WORKS ISSUE] 위플볼

1953년 발명된 ‘위플볼’은 기괴한 변화구를 탄생시키며 수많은 타자를 괴롭혀왔다. 위플볼의 궤적이 그처럼 변화무쌍한 이유는 뭘까. 미국 라피엣대학 기계공학자 젠 스트라우드 로스먼 박사팀이 풍동실험을 실시한 결과, 공의 내력외력의 균형이 변화되면서 ‘듣보잡’ 변화구가 만들어진다는 결론을 내렸다.

합력
공이 날아갈 때 내외부에 지속적으로 가해지는 모든 힘에 대한 벡터(vector, 크기와 방향을 동시에 나타내는 물리량)의 합. 이 합력에 의해 공의 궤도가 결정된다.

구멍
위플볼의 구멍은 한쪽 면에만 뚫려 있다. 이 구멍에 의해 공기흐름이 흐트러지면서 구멍이 뚫려 있지 않은 쪽의 난기류를 증대시킨다.

외력
난기류가 심해질수록 공기저항은 작아진다. 때문에 공을 위쪽으로 떠오르게 하는 양력이 생성된다.

소용돌이
구멍으로 유입된 공기가 공 내부에서 소용돌이친다. 이 소용돌이가 어떻게 생성되고 변화하는지에 따라 공의 방향과 회전, 속도가 결정된다.

내력
소용돌이는 공의 방향을 바꾸는 힘을 만들어낸다. 강속구의 경우 대개 내력이 외력의 크기를 능가한다.





언터처블 너클볼
좌측의 그림처럼 위플볼을 잡고, 평이한 속도로 회전 없이 던진다. 이렇게 구멍이 타자를 향한 채 날아가면 내력과 외력이 아슬아슬한 균형을 이루게 된다. 이때 공기저항, 바람을 비롯해 어떤 요인에 의해서든 공에 조금의 회전이라도 걸리면 지배적 공기흐름이 바뀌면서 예측 불가능한 궤적 변화가 일어난다.





휘플볼 개조

1 흠집 내기
구멍이 뚫린 쪽의 표면을 거칠게 만든다. 그러면 더 많은 난기류가 생성되면서 커브의 각도가 한층 커진다. 불균형이 핵심인 만큼 반드시 한쪽 면에만 흠집을 내야한다.

2 구멍 확대술
구멍의 크기를 키우거나 테두리를 다듬어서 더 많은 공기가 유입되도록 하면 구멍이 없는 쪽으로의 궤적 변화가 더 심해진다.

3 구멍 봉쇄술
특정 구멍을 막거나 모양을 변형한다. 이는 여러 강도의 소용돌이들을 생성, 커브의 변화를 배가시킨다.

위플볼 (wiffle ball) 속이 비어있고 구멍이 뚫린 플라스틱 공. 일반 공으로는 불가능한 궤적의 변화구를 구사할 수 있다. 그런데 왜 ‘whiffle’이 아닌 ‘wiffle’일까. 일설에 의하면 개발자인 데이비드 멀라니가 마케팅 비용 절감을 위해 일부러 ‘h’를 뺐다고 한다.

외력 (external force) 물체의 외부에서 가해지는 힘. 이 외력에 대응해 물체가 원래의 형상을 유지하기 위해 버티는 힘이 내력(internal force)이다.
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