[마인드골프] #45. 효율적인 골프스윙 원리
많은 스포츠, 운동이 지구의 중력을 이용한 것이라는 말을 들어본 적이 있으실 겁니다. 물건이 지구 중심으로 떨어지는 힘이 없다면 대부분의 중력을 이용한 운동은 의미가 없어지죠. 무중력에선 야구에도 투수가 던진공을 직선으로만 날아올 것이고 축구에서 찬 공도 한없이 날아가겠죠. 골프에서도 드라이버 샷이 무한정 떨어지지 않고 날아가겠구요.
물리학과 골프
마인드골프가 전공이 물리학이다 보니 골프의 스윙을 이해하는 관점에서도 그런 물리학적 접근으로 이해하려는 성향이 있는거 같습니다. 물리학이란 것이 사물의 이치를 이해하는 것이니 골프의 스윙도 그런 관점에서 접근을 하고 이해를 하려는 것은 분명 그동안의 마인드골프의 골프에도 많이 도움을 준것 같구요. 특히나, 요즘 골프레슨을 하면서 골프 스윙에서 몸, 몸의 각 구성요소(팔, 다리, 허리, 어깨 등등)와 클럽의 운동을 그런 방향으로 쉽게 설명을 하면 아마추어들이 골프 스윙을 이해하는데 훨씬 도움이 된다는 피드백도 받곤 합니다.
그래서 생각난 김에 몇가지 것들을 앞으로 마인드골프 컬럼을 통해서 이야기를 해 볼까 합니다. 오늘은 그 첫번째로 골프 스윙의 전체적인 운동을 물리학 법칙 중 하나인 에너지 보존 법칙 측면에서 설명을 하려고 합니다. 고등학교 시절에 과학이 싫어서 문과를 택학신 분이나 수학, 물리라고 하면 진저리를 치시는 분들도 많이 있을것 같지만, 그래도 차분히 읽다 보시면 어렵지 않게 이해하실 수도(?) 있으니 한번 참고 읽어봐 주세요. ^^
에너지 보존법칙
먼저 '에너지 보존 법칙'이란 것이 무엇인지 위키피디아에서 정의를 찾아보면 아래와 같습니다.
* 위키백과, 우리 모두의 백과사전 http://bit.ly/HBqou5
에너지 보존의 법칙은 고립계에서 에너지의 총 합은 일정하다는 것으로 물리학의 근본을 이루고 있는 법칙 중 하나이다. 이 법칙에 따르면 에너지는 그 형태를 바꾸거나 다른 곳으로 전달할 수 있을 뿐 생성되거나 사라질 수 없다.
말이 좀 어려울 수 있는데요. 일상 생활에서 볼 수 있는 형태로 설명을 하면 놀이 동산에 있는 롤러코스트는 높은 위치에 있을때 가지고 있는 위치 에너지가 경사면을 따라서 내려오면서 운동에너지로 변환을 하게 되는 경우를 말합니다. 그 에너지가 다른 에너지 형태로 바뀌었을 뿐 전체적인 에너지의 총 합은 같다는 것이구요. 이 에너지 보존 법칙을 활용하여 만들어진 대표적인 놀이기구죠. 다른 예로는 총에서 총알이 발사 될 때 총알 안에 있던 화약이 화학 반응을 일으키며 이 힘이 총알에 운동 에너지로 전달이 되어 총알이 날아가는 형태도 있을 수 있겠네요.
출처 : craftsmithgolf.com
에너지 보존법칙과 골프 스윙
그러면 '에너지 보존 법칙'이 골프 스윙에서 어떻게 적용이 될까요? 골프 스윙을 보시면 처음 어드레스 자세에서는 특별한 에너지가 축적되어 있지 않습니다. 편안하게 두 팔을 늘어 뜨려 놓고 두손으로 골프 클럽의 그립을 잡고 있는 자세지요. 골프의 시작 단계인 테이크백(take back) 또는 테이크어웨이(take away)를 하게 되면서 골프 클럽은 위치에너지를 갖기 시작합니다. 쉽게 얘기하여 위치에너지는 공중에 떠 있는 물체가 가지고 있는 에너지죠. 이 에너지는 지구가 끌어당기는 중력이란 것으로 발생하는 것이구요. 여기에 몸이 회전을 하게 되면서 몸이 꼬임(코일링; coiling)에서도 에너지를 축적하기 시작합니다. 이러한 스윙이 백스윙 탑에 위치하게 되면 축적된 에너지는 최대가 되지요. 몸에서 축적된 에너지는 방금전 언급한 몸이 꼬임으로 생긴 에너지와 코킹이라고 하는 클럽을 잡은 손목이 꺽이는 동작에서 축적된 에너지가 대부분입니다.
이 에너지의 전환을 보면 클럽이 가지고 있는 위치에너지와 몸이 축적하게 된 꼬임 에너지는 다운 스윙 과정에서 몸의 꼬임의 풀림과 손목의 코킹의 풀림 과정을 통해 골프 클럽에 운동에너지로 전환을 하게 됩니다. 이 운동 에너지가 임팩트 존에 들어오면서 결국 공에 맞게 되면 이 운동에너지는 다시 공에 전달이 되고 공은 그 에너지로 날아가게 되는 것이지요. 백스윙 탑 -> 임팩트 -> 공이 날아가는 이 3단계에서의 모든 에너지는 물리학 법칙에 따라 모두 동일한 에너지의 크기를 갖게 됩니다.
출처 : stack.com
결국 이 이야기의 관점에서 보면 공이 멀리 날아간다는 말은 에너지가 공에 최대한 다 전달이 될때 가능하게 됩니다. '에너지 보존 법칙이라면 다 전달되는게 아닌가' 라고 얘기하실 수도 있는데, 사실 공이 멀리 잘 날아갈때만이 잘 전달이 되었다고 보면 되는 것이죠. 예를 들자면, 샷을 하고 나서 너무 잘 맞았다고 느낌이 들때를 생각해 보면 아마도 공이 거의 맞은 느낌이 안 들고 살짝 가볍게 날아간다는 경험을 하신적이 있으실 겁니다. 반대로 뒤땅을 치거나 탑볼 또는 생크성 공을 치게 되면 공은 거리도 안나고 두손에 진동이 온다든지 팔꿈치나 손목, 허리 등이 아팠던 경험이 있습니다. 그 말은 축적된 에너지가 100이면 공에 전달된 것이 60이고 나머지 몸에 전달된 것이 40 정도의 관점에서 해석을 하면 되는 것이죠. 잘 맞았을때는 100의 에너지가 90~95 정도 수준으로 전달이 되고 몸 또는 기타 다른 형태로 5~10 정도가 빠지는 형태라 보면 이해가 편하실 것입니다.
효율적 에너지 전달
또 선수들의 경우 중계를 보면 스윙할 때 그렇게 세게 또는 크게 스윙을 하지 않는데도 공이 멀리 힘있게 날아가는 모습을 볼 수 있는데요. 이것은 선수들의 경우 축적된 에너지를 효과적으로 잘 사용을 하기 때문에 가능한 것입니다. 특히 백스윙 탑에서 코킹에 축적된 에너지를 임팩트 존까지 잘 유지를 하고 가져오는 동작을 잘 지킴으로서 이것이 가능하지요. 선수들의 스윙을 유심히 그리고 슬로우비디오로 잘 보신분들은 금방 아실텐데요. 일반 아마추어의 경우엔 백스윙 탑에서 코킹을 잘 유지하지 못하고 캐스팅(클럽을 던지는 동작; casting)을 하면서 곧바로 에너지가 빠져 나가기 시작합니다. 수치로 얘기해 보면 백스윙 탑에서 축적한 에너지가 100이라고 하면 선수들은 코킹을 잘 유지하여 임팩트 존에까지 이 에너지를 잘 유지하여 공에 전달을 하는 반면 아마추어는 위에 언급한 캐스팅 과정을 통해 20~40의 에너지가 빠진 상태에서 공에는 그만큼 적어진 에너지가 전달 되는 것이지요.
백스윙을 크게하여 에너지를 많이 모으면 과연 꼭 좋을까? 꼭 그렇지만은 않은거 같습니다. 선수들의 경우 특히 아이언 스윙을 보면 풀스윙을 하는 경우는 많지 않습니다. 위에 얘기한 대로 백스윙에서 몸의 꼬임에 의한 에너지와 손목의 코킹으로 인한 에너지가 충분히 생기는 크기 - 1/2 또는 3/4 크기 - 부터 백스윙 크기는 크게 축적된 에너지 증가가 크지는 않다고 봅니다. 오히려 이 축적된 에너지를 얼마만큼 잘 유지하여 (코킹 유지) 임팩트 존까지 잘 가지고 올 수 있는지가 더 중요한 관점이 될 수 있지요.
백스윙 크기를 작게해서 3/4 스윙으로 약 80% 정도의 스윙을 가지고 코킹을 잘 유지하여 임팩트 존에서 70%의 에너지를 전달하는 것이 100% 풀스윙으로 또는 그보다 더 큰 110% 오버 스윙에서 코킹을 잘 유지 못하여 임팩트 존에서 50~60% 에너지를 전달하는 것보다 좋다라는 접근입니다. 오버스윙의 경우에 아무래도 팔꿈치가 꺽이게 되고 심지어 코킹을 한 손목이 백스윙 탑에서 한번 더 꺽이는 경향이 있는데요. 우리의 몸은 힘든 스트레스가 있는 상태에서는 빨리 풀어지려는 경향으로 다운스윙 시작하면서 코킹을 유지하지 못하고 캐스팅을 하게 되는 경우가 많습니다. 아무래도 연습량이 부족한 아마추어 골퍼의 경우 스윙 크기가 커질수록 그만큼 변수와 변화가 많아서 스윙 전반적으로 군더더기가 많이 생길 수 있기 때문에 가급적 작고 심플한 스윙을 하는것이 좀 더 효과적인 접근이 아닐까 생각해 봅니다.
출처 : golfballsunlimited.com
마인드골프가 언급한 관점에서는 에너지 보존 법칙의 큰 전제의 관점에서 설명을 한 것이라 디테일한 부분에서의 에너지 전달 등에 대해서는 논쟁의 여지가 있을수도 있습니다. 너무 과학적인 접근으로만 보시지 마시고 골프 스윙의 메커니즘과 공이 날아가는 에너지를 최대화 하기 위해서 어떤 불필요한 에너지 손실을 줄일 것인지를 한번 정도 생각해 볼 수 있는 컬럼이 되면 좋겠습니다. 또 뉴우턴 역학에서의 'F(힘)=ma(질량x가속도)' 관점에서의 접근으로 임팩트 존에서 a(가속도)를 높이는 등에 대한 것으로도 비거리를 늘릴 수 있겠습니다. 하지만, 우선적으로는 간결한 스윙을 먼저 만들고 이후에 추가적인 에너지 증진을 고려하는게 좋지 않을까 싶습니다.
여러분의 스윙에서는 어떤 에너지 손실이 발생하고 있는지요? 에너지 손실을 줄여서 공에 다 전달해 보세요. 어느 순간 거리가 늘어있는 자신을 발견하실 수 있으실 겁니다.
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