클럽헤드의 관성모멘트(Moment of Inertia) 

 

필자는 고등학교 과학시간에 뉴튼의 운동 법칙(Newton's law of motion)을 배운 기억이 있습니다. 제 1법칙은 관성의 법칙, 제 2법칙은 가속도의 법칙, 제 3법칙은 작용·반작용의 법칙이 그것입니다. 골프스윙에는 위에 3가지 법칙이 모두 적용됩니다. 

그렇지만 그 중에 클럽이나 스윙에 대하여 이야기할 때 주로 거론 되는 것은 관성의 법칙(Law of inertia)입니다. 관성(慣性, inertia)이란 외부에서 힘이 가해지지 않은 한 모든 물체는 자기의 상태를 그대로 유지하려는 성질을 말합니다. 

즉, 정지한 물체는 영원히 정지한 채로 있으려고 하며 운동하던 물체는 그 운동을 계속하려고 합니다. 달리던 버스가 급정거하면 앞으로 넘어지거나 브레이크를 급히 밟아도 차가 앞으로 밀리는 경우, 트럭이 급커브를 돌면 가득 실은 짐들이 도로로 쏟아지는 경우, 컵 아래의 얇은 종이를 갑자기 빠르고 세게 당기면 컵은 그 자리에 가만히 있는 현상이 관성의 법칙의 예(例)라고 할 수 있습니다. 

그런데 관성의 법칙은 회전(回轉)하는 물체에 대해서도 동일하게 적용시킬 수 있습니다. 이때 관성 모멘트(Moment of Inertia)라는 개념이 등장합니다. 관성모멘트는 회전축(Axis)을 중심으로 회전하는 물체가 계속해서 회전을 지속하려는 성질의 크기를 나타낸 것이라고 정의할 수 있습니다. 물론 정지하고 있는 물체는 회전 없이 그 상태 그대로 머무르려고 할 것입니다. 

한 가지 예를 들겠습니다. 아이들 장난감용으로 제작된 작은 플라스틱 팽이를 돌리는 데는 그리 큰 힘이 필요하지 않습니다. 그렇지만 쇠로 만들어진 솥뚜껑 만한 팽이를 돌리려고 한다면 아주 큰 힘을 필요로 하게 됩니다. 이것이 바로 그 물체가 가진 고유의 관성모멘트입니다. 가볍고 작은 팽이는 작은 관성모멘트를 가지고 있으며 무겁고 큰 팽이는 큰 관성모멘트를 가지고 있는 것입니다. 

참고로 지구상에서 가장 큰 관성모멘트를 가진 물체는 바로 지구 그 자체입니다. 23.5°로 기울어진 회전축을 중심으로 24시간 마다 한 바퀴씩 회전하게 되는데 관성모멘트가 어마어마하기 때문에 영원히 그 상태를 유지하게 될 것입니다. 

이것은 회전운동을 필요로 하는 골프스윙을 할때도 같은 이치가 적용됩니다. 길이가 길고 무거운 클럽을 들고 스윙을 하려면 큰 힘이 필요하고 짧고 가벼운 클럽은 작은 힘으로도 스윙을 할 수 있습니다. 자신의 힘에 알맞은 무게의 클럽을 선택하여야 하는 이유가 여기 있습니다. 클럽이 너무 길거나 무거우면 스윙이 버겁고 너무 짧거나 가벼우면 클럽의 무게를 느낄 수 없기 때문입니다. 

골프클럽의 헤드(Head of Club)를 설계·제작 할때도 관성모멘트를 많이 고려하게 됩니다. 스윙을 할 때 공(Ball)이 클럽헤드의 중심에 정확히 컨택(Contact)이 된다면 헤드는 비틀림이나 회전이 발생하지 않습니다. 그러나 공이 헤드의 중심에서 벗어난 상태로 임팩이 되면 어떤 현상이 벌어질까요? 

이른바 기어효과(Gear Effect)가 발생합니다. 기어효과란 공과 헤드가 충돌할 때 마치 기어가 맞물려 도는 것처럼 회전하는 현상을 의미합니다. 공은 작은 기어, 헤드는 큰 기어가 되어 서로 반대방향으로 회전합니다. 이런 현상은 공을 똑바로 멀리 보내는데 방해요소가 됩니다. 

공의 출발속도가 느려지고 불필요한 스핀(Spin)이 발생하기 때문입니다. 그리고 그것은 비거리(飛距離) 감소는 물론 샷의 방향도 비뚤어지게 됩니다. 특히 공에 사이드 스핀이 걸리면 좌측이나 우측으로 휘어지는 구질이 나오게 됩니다. 

이점에 착안하여 근래에 만들어진 클럽은 비교적 큰 관성모멘트를 가진 헤드를 고안하기에 이르렀습니다. 관성모멘트가 큰 클럽헤드는 기어효과를 줄여줄 수 있어서 샷의 관용성(Forgiveness)을 높여줍니다. 

그 대표적인 클럽이 바로 대용량 헤드를 가진 드라이버(Driver)입니다. 더불어 최근에는 우드(Wood)나 아이언(Iron) 심지어 퍼터(Putter)까지도 큰 관성모멘트를 가진 헤드를 제작하기에 이릅니다. 높은 관성 모멘트를 가진 클럽은 골프를 더 쉽게 할 수 있도록 도와줄 것입니다. 

관성모멘트가 뭔지 몰라도 골프를 하는데 아무런 문제가 없지만 골프도 깨알 같은 과학이 숨어있다는 사실을 알 수 있으며 그것은 골프를 더 흥미롭게 해줄 것임에 틀림없습니다. 

 

골프 티칭프로 최광범(K.B Choi)

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