August 24,2019

우승 후보를 왜 4번 레인에 세울까?

경영(競泳)에 숨어있는 과학

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세계 수영인들의 축제인 ’2019 광주 세계수영선수권대회’가 지난 12일 성대한 막을 올리고 17일간의 열전에 돌입했다. 참가국 수에서 역대 최대인 194개국이 참여했고, 이전에 볼 수 없었던 ‘오픈워터 수영’과 같은 신규 종목도 추가되었다.

역대 최대 규모로 세계수영선수권대회가 광주에서 열렸다 ⓒ 광주수영선수권대회

역대 최대 규모의 세계수영선수권대회가 오는 28일까지 광주에서 열린다. ⓒ 광주수영선수권대회

대회는 경영과 다이빙, 그리고 수구 등 총 6종목이 펼쳐지게 되는데, 모두가 물에서 진행되다 보니 육상에서 진행되는 스포츠와 달리 새로운 묘미를 느낄 수 있다. 특히 그 속에 숨어있는 과학은 ’물리학의 보고(寶庫)‘라는 별명이 붙어있을 만큼 다양하고 흥미로운 원리들로 가득하다.

경영은 수영경기의 꽃이자 물리학의 보고

육상 경기의 꽃이 100m 경주나 마라톤 같은 달리기라면 수영 경기의 꽃은 역시 경영(競泳)이라 할 수 있다. 100m나 200m 같은 단거리에서부터 1500m 같은 장거리까지 선수들은 경영에 숨어있는 과학의 원리를 통해 승부를 가른다.

경영 선수들에게 가장 먼저 적용되는 물리학 원리는 ‘작용·반작용의 법칙’이다. 수영의 영법(泳法)에는 자유형과 배영, 그리고 평영 및 접영 등 다양한 방법이 존재하지만, 원리는 하나다. 물속에서 팔을 앞으로 내민 다음, 손으로 물을 끌어당겨 뒤로 힘껏 밀면서 앞으로 나아가는 것이다.

이에 대해 광주 수영선수권대회 관계자는 “수영 선수가 물을 끌어당긴 다음, 이를 밀어내는 만큼의 추진력을 얻는 것이 경영의 승부를 가르는 요인”이라고 강조하며 “한 물체가 다른 물체에 힘을 가하면 다른 물체도 힘을 작용한 물체에 반대 방향으로 같은 크기의 힘을 작용하게 된다는 것이 바로 ‘작용·반작용의 법칙’이다”라고 말했다.

작용·반작용의 법칙을 이용하여 앞으로 나아갈 수 있는 추진력을 얻는다 하더라도, 더 빠른 속력을 내기 위해서는 마찰과 저항을 최소화해야 한다는 것이 전문가들의 의견이다.

잠영은 수면 아래에서 허리와 발차기만을 이용하여 수영하는 방법이다  ⓒ wikihow

잠영은 수면 아래에서 허리와 발차기만을 이용하여 수영하는 방법이다 ⓒ wikihow

경영 시 마찰을 줄여 저항을 최소화하려면 입수와 잠영(潛泳)에 숨어있는 과학을 잘 활용해야 한다. 선수들이 물에 들어갈 때 가볍게 다이빙하듯이 입수하는 것처럼 보이지만, 사실은 철저하게 계산된 각도로 들어간다,

스포츠정책과학원의 연구결과에 따르면 가장 이상적인 입수 각도는 30~40도인 것으로 나타났다. 30도 이하로 입수하게 되면 몸 전체가 물 표면에 닿기 때문에 튀는 물결에 의해 저항력이 높아지고, 40도 이상으로 입수하게 되면 앞으로 나아가기 위한 발사 각도가 약해지기 때문이다.

입수 후 이어지는 잠영 역시 물의 저항과 관련이 깊다. 잠영이란 입수 후 머리를 물 위로 올리지 않고 물속에서 허리와 발차기만으로 나아가는 영법을 말하는데, 처음 등장했을 때만 해도 물의 저항을 획기적으로 줄이는 방법으로 주목을 끌었다.

하지만 지난 1988년 서울에서 열린 올림픽에서 일본의 선수가 배영 100m 결승에서 잠영으로만 무려 35m를 헤엄쳐 우승하면서 비판이 일기 시작했다. 수영 경기가 아니라 잠수 경기라는 비판이 일었던 것. 이후 국제수영연맹은 최대 잠영 거리를 15m로 제한했고, 그런 규정은 현재까지 이어지고 있다.

4번 레인의 선호 이유는 물의 저항 때문

마찰에 의한 물의 저항과 관련해서 입수와 잠영이 연관 관계를 갖고 있지만, 사실 가장 큰 이슈는 수영복 때문에 이슈가 되었다. 화제를 모은 수영복은 몸 전체를 감싸도록 만들어진 전신 수영복으로서, 한때는 물의 저항을 낮추는 최적의 기술로 꼽혔다.

과거 시드니 올림픽에서 처음 선을 보였던 전신수영복은 압도적인 성능을 자랑하며 각종 기록과 상을 휩쓸었다. 물을 머금지 않는 성질을 가진 폴리우레탄으로 만들어진 데다가 최대한 몸에 밀착되어서 상대적으로 물의 저항을 덜 받도록 설계되었기 때문이다.

특히 전신수영복은 생체모방(biomimetics) 기술의 대표적 모델이었다. 수영복 원단에는 리블렛(riblet)이라는 작은 돌기가 형성되어 있었는데, 이는 상어 비늘을 모방하여 개발된 아이디어였다. 리블렛은 물이 쉽게 흐르도록 설계된 관계로 표면 저항을 줄여주는 역할을 했다.

문제는 전신수영복 등장 이후 모든 수영선수들이 신체적 능력과 훈련을 통해서 기록을 단축하려고 노력하는 것이 아니라, 전신수영복의 재질과 디자인을 바꿔 기록을 줄이는 데만 집중했다는 것이다. 이에 국제수영연맹은 전신수영복을 ‘기계적 도핑(mechanical doping)’의 하나로 간주하고 이를 전면 금지했다.

이에 대해 광주 수영선수권대회 관계자는 “수영이 선수들의 기량을 발휘하도록 경쟁하는 것이 아니라 새로운 수영복의 성능을 비교하는 무대가 되어서는 안 된다고 판단한 것”이라고 강조했다.

4번 레인을 선호하는 이유는 물의 저항을 최소화할 수 있기 때문이다 ⓒ 광주수영선수권대회

4번 레인을 선호하는 이유는 물의 저항을 최소화할 수 있기 때문이다 ⓒ 광주수영선수권대회

물의 저항에 숨어있는 과학적 원리는 수영장의 레인(lane)에서도 찾을 수 있다. 레인 배정은 예선 성적에 따라 4레인→3레인→5레인→6레인→2레인→7레인→1레인→8레인 순으로 이루어지는데, 이처럼 복잡한 방식으로 배정하는 이유는 바로 물의 저항 때문이다.

4레인을 중심으로 선수들이 중앙 레인을 선호하는 이유는 경기에서 가장 유리한 위치에 있기 때문이다. 전문가들은 레인이 가운데 위치해 있을수록 물살로 인한 저항을 가장 덜 받는다고 설명한다. 중앙 레인에 자리한 선수가 양옆의 선수들에게 물살을 일으켜 저항을 많이 받도록 만들 수 있다는 것이 그 이유다.

반면에 1레인이나 8레인처럼 가장자리에 있는 레인은 물살이 벽을 맞고 자신을 향해 다시 되돌아오기 때문에 중앙에 있는 선수보다 물의 저항을 많이 받아 불리할 수밖에 없다.

하지만 최근에는 과학적인 레인 설계로 옆 레인의 물살에 영향이 없다는 이야기도 나오고 있다. 또한 일부 선수들 중에는 다른 선수들의 견제를 피하기 위한 작전으로 일부러 가장자리 레인을 선택하는 경우도 있지만, 아직까지 중앙 레인이 유리하다는 것에는 이견이 없는 것이 사실이다.

의견달기(1)

  1. 한병진

    2019년 7월 18일 10:47 오전

    4레인→3레인→5레인→6레인→2레인→7레인→1레인→8레인 이 아니라
    4레인→5레인→3레인→6레인→2레인→7레인→1레인→8레인이 맞지 않나요?

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