창던지기(자벨린 던지기)에서 창이 날아가면서 회전하는 이유는 무게중심과 공기저항(항력), 그리고 토크의 상호작용 때문입니다. 단순히 무게중심이 앞쪽에 있기 때문만은 아니며, 던지는 방식과 공기의 영향을 고려해야 합니다. 이번 글에서는 창이 회전하는 이유를 물리적으로 설명해 보겠습니다.
1. 창의 무게중심과 공기저항(항력)의 관계
창던지기의 창(자벨린)은 일반적으로 무게중심이 창의 앞쪽(촉 부분 근처)에 위치하도록 설계되어 있습니다.
✅ 무게중심이 앞쪽에 있는 이유
- 무게중심이 뒤쪽에 있으면 비행 중 창이 불안정하게 흔들립니다.
- 앞쪽에 무게중심이 있을 때 더 멀리, 안정적으로 날아갈 수 있습니다.
🚀 하지만 무게중심만으로는 창이 회전하는 이유를 설명할 수 없습니다. 중요한 것은 공기저항(항력)의 작용점이 무게중심과 다르기 때문입니다.
2. 창이 회전하는 이유 – 토크의 발생
창이 날아갈 때, 공기저항(항력)은 주로 **창의 중심선보다 위쪽(공기역학적 중심)**에서 작용합니다.
반면, 창의 무게중심은 창의 앞쪽에 있기 때문에, 이 둘이 일치하지 않으면 **토크(회전력)**가 발생합니다.
✅ 토크(회전력) 공식
토크(𝜏) = 힘(F) × 회전축까지의 거리(r)
- **공기저항(항력, F)**은 창의 전체 표면에서 작용하지만, 주된 영향은 공기역학적 중심(보통 창의 무게중심보다 뒤쪽)에 위치합니다.
- 무게중심이 앞쪽에 위치하기 때문에, 항력과 무게중심 사이에 거리(r)가 생깁니다.
- 이로 인해 창의 앞쪽이 아래로 향하는 회전력(토크)이 발생합니다.
💡 즉, 공기저항과 무게중심이 다르게 위치하기 때문에 창이 회전하게 되는 것입니다!
3. 창의 회전 방향과 안정성
✅ 회전 방향
- 창이 날아갈 때, 앞부분이 아래로 회전하는 경향이 있습니다.
- 던질 때 창을 적절한 각도로 기울이면(약 35~40도) 공기역학적으로 안정적인 자세를 유지할 수 있습니다.
✅ 회전이 많으면 불리한가요?
- 회전이 심하면 창의 궤도가 불안정해지고, 거리가 줄어듭니다.
- 선수들은 회전을 최소화하면서 창이 부드럽게 포물선을 그리며 날아가도록 던지는 기술을 연습합니다.
📌 결론 – 창이 회전하는 이유 정리
✔ 창의 무게중심이 앞쪽에 위치
✔ 공기저항(항력)이 무게중심과 다른 위치에서 작용
✔ 이로 인해 토크(회전력)가 발생하여 창이 회전
즉, 창이 회전하는 이유는 단순히 무게중심 때문이 아니라, 공기저항(항력)과 무게중심 사이의 거리 차이로 인해 토크가 발생하기 때문입니다. 창던지기는 단순한 힘이 아니라, 공기역학과 물리학이 결합된 기술적인 스포츠입니다. 선수들은 공기저항을 최소화하고, 회전을 조절하여 창이 최대한 멀리 날아가도록 던지는 연습을 합니다.