스포츠의 결합은 더 이상 낯선 풍경이 아니야. 일견 스포츠는 단순히 경기에서 승리하거나 기록과 경쟁하는 도전으로 여겨지곤 해. 그러나 스포츠 활동의 모든 면면에는 과학이 숨어있어. 과학적 원리가 어떻게 움직이는지는 스포츠를 보면 알 수 있고, 스포츠를 깊이 생각하면 숨은 과학이 보이지. 이 책의 부제 ‘움직이는 과학, 생각하는 스포츠’ 또한 과학과 스포츠의 친근한 관계에서 따온 거야.
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‘과학’이라고 하면 보통 딱딱한 기계나 어려운 이론을 떠올리기 마련이야. 하지만 우리 몸 또한 아주 세세한 부위까지 과학적 원리로 움직이고 있어. 우리가 균형을 잡을 때 뇌는 어떻게 신호를 보내며 근육은 어떻게 움직이는지, 격렬한 운동 중에도 우리 몸은 어떻게 체온을 유지하는지 궁금하지 않니?
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떨어지는 물건을 손으로 잡아본 적이 있니? 나의 빠른 반응속도에 깜짝 놀라지는 않았니? 그 찰나의 순간, 몸 안에서는 어떤 일이 일어나고 있을까?
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음식을 씹어 먹을 때도 근육이 필요해. 머리뼈와 아래턱뼈에 붙어 있는 ‘깨물근’은 턱관절을 움직여 음식을 씹을 수 있게 도와. 치아를 물 때 깨물근이 가하는 힘의 크기는 무려 442kg이래. 놀랍지 않니? 실수로 씹지 말아야 할 것을 씹어버린다면…….
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우리 몸의 뼈가 매일 사라지고 새로 만들어진다는 사실, 알고 있니? 뼈는 살아있는 조직이기 때문에 오래된 뼈는 파괴되고, 다시 새로운 뼈가 만들어지는 과정을 거치고 있어. 뼈 속의 파골세포가 오래되어 불필요해진 뼈를 파괴해서 칼슘을 다시 사용할 수 있도록 혈관으로 내보내고, 조골세포가 파괴된 뼈를 다시 재생시킨단다.
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마라톤 같은 장거리 달리기 선수는 근육보다는 심폐기능이 더 중요하기 때문에 보통 마르고 작은 키의 가벼운 몸을 가지고 있어. 반면에 단거리 달리기 선수는 어깨와 골반이 넓고 균형적으로 발달한 근육질의 몸을 가지고 있지.
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바나나킥에는 ‘마그누스 효과’가 숨어있어. 물체가 회전하면서 이동할 때, 회전하는 방향의 한쪽 면에서는 공기가 물체와 같은 방향으로 움직이고, 반대편 면에서는 공기가 물체와 반대 방향으로 움직이게 돼. 이로 인해 한쪽 면에서는 공기가 상대적으로 빨라지고, 반대쪽 면은 느려지는 거야. 이 공기의 속도 차이로 발생하는 압력 차이가 물체를 특정한 방향으로 밀어내는 힘을 만들어 내.
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다른 종목의 공은 대부분 흰색인데 농구공은 왜 주황색일까? 가장 큰 이유는 바로 눈의 피로도와 관련이 있어. 대부분의 농구 코트 바닥은 주로 갈색 계열이거든. 농구경기 특성상 계속 바닥을 보며 공을 튀겨야 하므로 눈의 피로를 줄일 수 있는 주황색이 최적이라 할 수 있어.
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야구공이 날아갈 때 공기는 공의 표면을 타고 뒤쪽으로 흘러. 이 공기의 변화에 따라 공의 방향이 바뀔 수 있어. 투수가 어떻게 실밥을 쥐느냐에 따라 투수의 의지대로 공이 회전할 수 있는 거지. 타자가 칠 수 없도록 빠른 강속구와 변화구를 만들어 낼 수 있는 건 바로 야구공 표면에 있는 108개의 실밥 덕분이야.
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탁구공은 2.7g으로 전 구기종목 중 가장 가벼운 공을 사용해. 그만큼 외부에서 가하는 힘에 큰 영향을 받아. ‘뉴턴의 제2법칙’인 ‘가속도의 법칙’, ‘F=ma’ 에 의하면, 높게 토스했다 서브하면 더 빠른 속도로 공을 보낼 수 있어.
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권투의 펀치가 다른 격투기보다 훨씬 위력적이라는 사실을 알고 있니? 바로 지렛대의 원리를 이용하기 때문이야. 펀치를 뻗을 때 뒤에 둔 다리가 몸을 지탱하는 동시에 땅을 밀면서 운동에너지를 발생시켜. 이 에너지는 다 리와 허리를 지나 가슴과 어깨 근육으로 전달되어 주먹으로 나오게 되는데 그래서 펀치가 어마어마한 거지.
--- p.75

올림픽에서 사격 경기를 본 적 있니? 과녁에 집중하는 모습뿐만 아니라 선수들 특유의 자세에도 많은 관심이 쏠렸지. 그런데 선수들이 주머니에 손을 넣고 사격을 하는 이유가 무엇일까? 가장 큰 이유는 몸에서 느껴지는 미세 한 진동과 심박수로 인한 근떨림 등을 통제하기 위해서야. 또한, 한쪽 손으로 격발할 때 몸에 균형감과 안정성이 중요한데 한쪽 손을 주머니에 넣음으로써 균형감각을 안정감 있게 유지하는 데 큰 도움이 돼.
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야구에서 ABS(Automatic Ball-Strike System)은 투구의 볼, 스트라이크 여 부를 야구장에 설치된 카메라와 레이더로 판정하는 시스템이야. 3대의 전용 카메라가 고정된 그라운드 위치 정보를 바탕으로 모든 투구의 궤적을 실시간 추적하지. 볼, 스트라이크 등의 판정 결과를 주심에게 전달하면 주심이 최종적으로 결정하는 거야. 설왕설래 말 많던 볼, 스트라이크 판정을 정교하게 가려낼 뿐 아니라 일관적이라는 큰 장점이 있어.