하이터치 미래감성 저널 :: 자동차에 골프공 딤플을 넣으면 공기저항은?

2009/11/09 10:54

자동차에 골프공 딤플을 넣으면 공기저항은?

captured from Mythbusters

2008년 11월 23일에 있었던 물리학 학회에서 애리조나 주립대학교(ASU)의 박사과정 학생인 클린턴 스미스(Clinton Smith)와 지도교수인 카일 스콰이어스(Kyle Squires)는 골프공의 유체역학적인 모델링과 관련한 새로운 계산법과 수퍼컴퓨터를 이용한 시뮬레이션 방법을 발표를 하였습니다. 기본적으로 골프공이 멀리 날아가게 하는데 있어서 가장 중요한 요소는 공기동역학적 끌림(aerodynamic drag) 현상을 줄이는 것입니다.

골프공의 딤플이 있어야 멀리 날아가는 이유도 이 현상과 관계가 있습니다. 일단 골프공이 날아가기 시작하면 골프공은 주변의 공기들에 의한 공기동역학적인 힘과 중력의 영향을 받게 됩니다. 중력은 언제나 일정하기 때문에, 공기동역학적 힘에 의해서 거리가 결정됩니다. 이를 다른 말로는 끌림력(drag force)라고도 하는데, 이 힘이 커지면 공이 멀리 날아가지를 못합니다. 딤플의 역할은 이러한 끌림력을 줄이고, 공이 더 멀리 날아가도록 하는데 실험에 의하면 딤플이 있는 공은 딤플이 없는 공에 비해 끌림력이 절반에 불과하다고 합니다.

골프공의 딤플과 관련해서 더욱 자세한 정보를 원하시는 분은 제가 다른 블로그에 포스팅한 바 있는 아래 글을 참고하시기 바랍니다

연관글:

골프공의 과학과 관련한 재미있는 물리학 이야기

이런 기본적인 이론을 바탕으로 Mythbusters 에서 자동차에 딤플을 넣는 실험을 했습니다. 원리는 똑같습니다. 얼마나 끌림력이 작용하는지를 보려고 하는 것이지요. 테스트는 포드의 토러스(Taurus)로 진행이 되었고, 차체에 1082개의 딤플을 만들었습니다. 그리고, 실험은 일정한 속도로 주행할 때 연비가 개선되는지 여부로 측정을 하였는데, 시속 104km/h 정도로 달릴 경우 갤런당 26마일 정도를 가던 연비가 딤플을 넣은 뒤에는 29마일을게 주행할 수 있는 것으로 결과가 나왔습니다.

아래는 비디오 입니다. 다른 에피소드와 섞여 있기 때문에, 해당 부분만 보시려면 40분 정도부터 보시면 됩니다.

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