2014년 6월 19일 목요일

가죽 6조각으로… 월드컵 공인구 '브라주카' 탄생



 

'깎은 정20면체' 모양 축구공, 정오각형·정육각형 가죽 사용
구 모양과 가장 흡사하게 제작… 1970년 첫 월드컵 공인구로 사용
14·8·6… 가죽 조각 수 점점 줄어 '구'에 가까운 공인구 만들었죠

전 세계인의 축제, '2014 FIFA 브라질월드컵'이 뜨거운 열기 속에 개막하였어요. 내일 열릴 우리나라 대표팀의 첫 경기에서 좋은 결과를 바라며 우리 함께 힘차게 응원해 봐요. 월드컵은 축구라는 한 종목만으로 대결하지만, 올림픽에 비견될 정도로 큰 주목을 받습니다. 그만큼 축구라는 종목이 인종이나 종교, 민족을 떠나 많은 사람이 공감할 수 있는 스포츠라는 뜻이겠지요.

◇정오각형·정육각형 가죽으로 만든 축구공

모든 구기 종목이 그렇듯이 축구에서 가장 중요한 것은 공이에요. 공은 각 종목의 특성에 가장 적합하게 만들어졌기 때문에 그 종목의 모든 것을 대표한다고도 볼 수 있어요. '축구공'이라고 하면, 우리는 보통 정오각형과 정육각형이 섞인 형태를 떠올립니다. 이러한 형태는 최소한의 조각으로 가장 구(球)에 가까운 공을 만들기 위한 연구 끝에 결정된 거예요. 형태가 구에 가까울수록 무게중심이 일정하고, 어느 한쪽으로 치우치지 않기 때문에 정확하게 공을 컨트롤할 수 있거든요. 그렇다면 왜 그냥 풍선이나 비치볼처럼 하나의 조각으로 둥글게 만들지 않고, 여러 조각으로 나눈 것일까요?
그림=정서용
우선 축구공은 팔보다 강한 다리 힘을 이용해 발로 차기 때문에 더 튼튼해야 해요. 또 공이 너무 잘 튀어오르면 다양한 기술을 쓸 수 없기 때문에 적절히 무거워야 하지요. 그래서 내부에 바람을 넣는 고무 부분의 바깥쪽에 튼튼하고 무게감 있는 가죽을 덮었어요. 하지만 가죽을 둥근 공에 딱 맞는 형태로 잘라 붙이는 건 매우 어렵답니다. 달걀을 색종이로 빈틈없이 감싼다고 생각해 보세요. 종이 한 장으로 감싸려면 구겨지는 부분이 생기고, 조각내어 잘라 붙이는 것도 쉽지 않아요. 그래서 공에 가죽을 덮을 때는 가죽을 적절하게 조각내어 붙일 필요가 있지요. 1960년대까지는 12장이나 18장의 가늘고 긴 가죽 조각으로 덮은 공이 사용되었어요. 지금의 배구공과 비슷한 모양이었지요. 표면이 더욱 고르고, 구에 가장 가까운 형태를 찾기 위해 연구하다가 12장의 정오각형과, 20장의 정육각형으로 이루어진 축구공을 만들게 되었답니다. 수학에서는 이러한 모양을 '깎은 정20면체'라고 해요. 정20면체의 모서리를 깎아낸 모양이라는 뜻이지요. 신기한 것은 탄소 원자만으로 이루어진 '풀러렌'이란 물질의 구조가 이와 같은데, 다이아몬드보다 1.5배 더 단단한 구조라고 해요.

이런 형태의 축구공은 1970년 제9회 멕시코월드컵에서 처음 공인구로 사용되었어요. 공인구란 해당 경기의 총괄 단체가 공식적으로 사용을 인정한 공을 말해요. 공의 모양과 무게에 따라 경기력이 크게 달라지기 때문에 공정한 경기를 위해 공인구를 정하여 시합하는 것이지요. 실제로 1930년 제1회 월드컵 결승전에서 우루과이와 아르헨티나가 맞붙었는데, 서로 자신이 준비한 공으로 경기하자고 우기는 바람에 전반은 아르헨티나의 공으로, 후반은 우루과이의 공으로 경기를 치렀어요. 신기하게도 전반은 아르헨티나가, 후반은 우루과이가 주도했다고 해요.

◇6개 조각으로 만든 브라주카

오각형과 육각형을 꿰맨 형태의 축구공은 외부 인쇄 디자인만 바뀌었을 뿐, 2002년 한·일월드컵까지 계속 공인구로 사용되었어요. 그러다가 기술의 발달과 수학적인 연구가 더해져 마침내 2006년 독일월드컵에서 14조각으로 만들어진 '팀가이스트'가 공인구로 사용되었어요. 팀가이스트는 바느질 대신 본드로 접착하여 표면이 더욱 매끄러워졌지요. 2010년에는 조각 수가 8개로 줄어든 '자블라니'가 탄생했고요. 하지만 공의 표면이 매끄러워질수록 공기저항을 크게 받는다는 단점이 있어요. 물체가 날아갈 때는 앞에서 받는 공기저항 외에, 공기가 물체 표면을 타고 흐르다가 뒤쪽에서 부딪히며 물체를 진행 방향의 반대쪽으로 잡아당기는 힘도 받거든요. 그래서 표면이 울퉁불퉁한 물체일수록 더 멀리 날아가는 현상이 일어나지요. 골프공 표면에 작은 홈이 파인 것도 바로 이 때문이에요. 자블라니도 이 원리를 이용하여 표면에 수많은 돌기를 만들었습니다.
축구공을 구(球)에 가장 가깝게 만들고자 연구한 끝에 정오각형과 정육각형이 섞인 모양이 탄생했어요. 수학에서는 이를 ‘깎은 정20면체’라고 하지요. /위키피디아
그렇다면 이번 브라질월드컵에서 사용되는 공인구의 조각 수는 더 줄어들었을까요? 맞아요. 이번 월드컵에서 사용되는 '브라주카'는 6개의 조각으로 만들어 더욱 구에 가까워졌어요. 표면의 돌기와 무게가 늘어나 선수가 더욱 수월하게 공을 다룰 수 있다고 해요. 공을 다루기가 쉬워지면 그만큼 공격수에게 유리하기 때문에 골을 넣을 확률도 높아진답니다. 그러니 이번 월드컵은 더 박진감 넘치겠지요?

우리 눈에는 그저 둥글게만 보이는 공에도 이렇게 다양한 과학 원리가 숨어 있답니다. 다른 구기 종목의 공 속에는 어떤 원리가 숨어 있는지 찾아보세요. 그리고 미래에는 어떤 형태의 축구공이 만들어질지 상상해 보는 것도 재미있겠지요?
[함께 생각해봐요]
축구에는 공을 찼을 때 회전하지 않고 날아가는 '무회전 슛'이 있어요. 무회전 슛은 골키퍼가 막기 가장 어려운 슛으로 꼽히는데, 그 이유는 무엇일까요?
해설: 회전하지 않고 날아가는 공은 뒤쪽에 불규칙한 공기 흐름이 생겨 공이 조금씩 흔들리면서 날아가기 때문에 궤적을 예측하기가 어렵다고 해요. 그래서 골키퍼가 어느 방향으로 몸을 움직여야 할지 몰라 그냥 선 채로 골을 허용하는 경우가 많지요. 조선일보

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