제23회 평창 동계올림픽 개막이 보름 앞으로 다가왔다. 기록에 따라 희비가 엇갈리는 평창 동계올림픽에서는 15종목 102개 세부종목이 열리며 금메달 수가 동계올림픽 사상 최초로 100개가 넘는다. 컬링, 아이스하키, 스켈레톤, 봅슬레이, 쇼트트랙 등 종목마다 숨겨진 과학 원리를 알고 보면 두 배의 재미를 느낄 수 있다.



# 선수 유니폼, 장비도 과학

시간 단축을 위해 선수들이 입는 유니폼, 장비에도 첨단 과학이 들어 있다. 스피드스케이팅, 쇼트트랙 등 빙상대표팀은 이번 대회에서 네덜란드의 헌터 유니폼을 입고 경기에 나선다. 공기저항을 최소화하기 위해 일체형으로 구성돼 있다. 허리를 굽힌 상태를 유지하기 위해 `ㄱ'자 형태로 디자인됐다. 경기복 표면은 공기저항을 흐트러뜨리기 위해 작은 돌기로 마감했다.

스케이트 날에도 과학이 숨어 있다. 대표적인 장비인 `클랩(clap)스케이트'는 스케이트 날이 완전히 고정돼 있지 않다. 스텝을 할 때마다 부츠의 뒷굽이 분리된다. 클랩스케이트는 뒤꿈치를 들어도 날이 빙판에서 떨어지지 않아 가속도 손실이 줄어든다.



# 스켈레톤

우리나라 윤성빈 선수는 스켈레톤 세계 랭킹 1위 타이틀을 달고 평창올림픽 무대를 밟는다. 스켈레톤은 1인용 썰매 종목이다. 스켈레톤은 썰매에 엎드려 머리부터 내려온다.

스켈레톤 썰매는 몸체인 보디와 날인 러너로 이뤄진다. 보디는 길이 80~120㎝이며 폭은 제한이 없다. 썰매의 골조는 강철이며 선수가 엎드리는 부분, 즉 판은 유리섬유로 제작됐다. 골조를 이루는 강철의 강도에 따라 스켈레톤 썰매의 특성이 달라진다. 보디에는 붙잡을 수 있는 핸들, 충격을 완화하는 범퍼가 붙어 있다.



# 쇼트트랙

곡선운동이 많은 운동이다. 쇼트트랙에서 승부를 결정짓는 것은 공기 저항과 마찰이다. 선수들은 빨리 달리기 위해 최대한 몸을 낮추고 상체를 지면 가까이에 붙인 채 경기를 한다. 공기와 부딪치는 면을 최소화해 저항을 덜 받기 위해서다. 코너를 돌 때 한쪽 팔은 빙판에 대고 다른 한쪽 팔을 흔드는 것도 균형을 유지하면서 공기 저항을 최대한 줄이기 위한 자세다. 신체를 경기장 안쪽으로 기울이는 것은 구심력을 증가시켜 원심력을 극복할 수 있기 때문이다.



# 피겨스케이팅

얼음판 위를 활주하며 곡선을 따라 주행하는 스케이팅은 점프할 때 공중에서 회전해야 하기 때문에 많은 추진력과 탄성이 필요하다.

3회전(트리플 점프)처럼 고난도의 동작은 팔다리를 적절하게 활용해야 한다. 고난도의 동작을 하려면 체공시간이 많아야 하고 이를 위해 강한 회전력이 요구된다. 회전력은 근력에 비례해 신체 중심축에서부터 무게중심(회전할 때 힘을 발휘하는)까지의 거리를 멀리해야 한다.

스핀(축이 되는 발 하나로 서서 그 자리에서 여러 자세로 도는 기술)에는 각운동량 보존 법칙이 들어 있다. 각운동량은 운동의 회전 성질을 나타내 주는 양이다. 각운동량은 일정하기 때문에 회전반경이 커지면 회전속도는 줄어들고 반대로 회전반경이 작아지면 회전속도는 빨라지게 된다.

/김금란기자

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