210.03점 김연아, 트리플 악셀 점프의 비밀
210.03점 김연아, 트리플 악셀 점프의 비밀
  • 민석환 / 과학전문가 그룹 펜타스 대표이사, EBS방송 강사
  • 승인 2009.10.23 09:49
  • 수정 2009-10-23 09:49
  • 댓글 0
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김연아가 17일(현지 시간) 프랑스 파리의 베르시 아이스링크에서 열린 국제빙상경기연맹(ISU) 피겨 시니어 그랑프리 시리즈 1차 대회에서 세계 신기록을 세우며 우승했다. 김연아는 경기 후 “플립 점프에서 턴하는 부분 얼음에 뭐가 있었던 건지 휘청거리면서 점프를 하지 못했다”면서 “하지만 나머지 점프들을 잘 마쳐서 만족스럽다”며 환하게 웃었다. 너무나 자랑스럽고 사랑스러운 김연아에게 대한민국의 모든 사람들은 기립박수를 보냈을 것이다.

그렇다면 이번에는 스케이트 타는 원리를 한번 다루어보자. 일반적으로 얼음 위에서 스케이트를 타는 것은 표면이 미끄럽기 때문이라고 생각하기 쉽다. 과연 단지 표면이 미끄럽기 때문일까. 인테리어 장식을 위해 종종 바닥을 유리로 깔아놓은 곳이 있는데, 의외로 미끄럽지 않다는 것을 알 수 있다. 그 이유는 신발과 유리의 마찰계수가 크기 때문에 일어나는 현상이다. 얼음판 위에서 스케이트를 신게 되면 신발을 신었을 때보다 원하는 곳으로 이동하기가 수월하다. 그렇다면 스케이트를 신었을 때 얼음판에서 원하는 방향으로 이동할 수 있는 것은 무엇 때문일까?

얼음은 일정한 압력을 받으면 물로 변하는 특성을 가지고 있다. 사람이 얼음 위에 올라서면 체중이 발바닥을 통해 집중적으로 얼음에 압력을 가하게 된다. 압력을 받은 얼음의 표면은 순간적으로 녹게 되고 발바닥과 얼음판 사이에 일종의 윤활유 역할을 하면서 표면의 마찰계수를 떨어뜨린다. 스케이트의 바닥은 얇은 날로 되어 있어 체중이 작용하는 면이 일반적인 신발보다  훨씬 작기 때문에 더 높은 압력을 얼음판에 가할 수 있다. 체중을 담은 스케이트 날이 순간적으로 얼음 위에서 강한 압력을 주게 되면, 날에 닿은 얼음이 빠르게 녹아버리게 되고 녹은 물은 마찰계수를 낮게 하여 스케이트 날이 잘 미끄러져 지나갈 수 있게끔 한다.

스케이트의 날은 방향성을 갖고 있을 뿐만 아니라 사람이 운동하던 관성 때문에 한 방향으로 이동을 용이하게 하고 스케이트 날이 지나간 자리는 압력이 낮아져 녹았던 적은 양의 물은 다시 순식간에 얼어붙어 버리기 때문에 스케이트장이 물바다가 되는 일은 생기지 않는다. 김연아 선수가 멋지게 트리플 악셀 점프를 하는 것은 스케이트 날과 얼음판의 표면 마찰력으로 이루어지며, 진행하다가 방향을 바꾸는 것도 역시 마찰에 의한 것이다.

마찰은 우리가 살아가는 데 가장 중요한 물리적 요소 중 하나다. 문고리를 잡고 돌리는 것도 마찰이 없으면 가능하지 않으며, 밥을 먹기 위해 숟가락을 잡는 것조차도 마찰이 있기 때문이다. 마찰이 있는 것과 없는 것 중 어느 것이 유리할까? 이건 진짜 바보 같은 질문이다. 상황에 따라 다르기 때문이다. 하지만 우리 인간사에서는 분명 마찰 없이 순탄하게 관계해 나가는 것이 유리하지 않을까? 또 난센스?

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