바나나킥은 ‘마그누스 효과(Magnus effect)’를 이용한 묘재(妙才)다. 마그누스 효과는 1852년 독일의 물리학자 구스타프 마그누스가 포탄 의 탄도를 연구하는 과정에서 발견한 것으로 회전하는 공과 공기의 마찰에 그 비밀이 숨어 있다.
키커가 슈팅을 할 때 한쪽 방향으로 회전력을 가하면 한쪽은 공기의 저항을 받아 압력이 높아지고 반대쪽은 상대적으로 압력이 낮아지면서 공이 압력이 낮은 방향으로 휘게 되는 원리다. 휘는 방향은 공의 우측을 차면 좌측으로, 좌측을 차면 우측으로 휜다.
그런데 재미있게도 화성에서는 이와 반대의 상황이 벌어진다. 우측을 차면 우측으로 공기 휘는 것이다. 왜 그럴까. 수년전 스웨덴 왕립공학원 기계공학자 칼 보그 박사팀은 이를 설명하는 논문을 발표했다.
이 논문에서 연구팀은 화성처럼 희박한 대기 조건을 가진 곳에서는 회전을 준 공이 휘는 방향이 지구와 반대라고 밝혔다. 대기가 희박하면 마그누스 효과보다 공기 분자와의 충돌효과가 더 커진다는 이유에서다.
실제로 이런 조건에서는 공기 분자가 먼거리를 이동해야 서로 충돌할 수 있다. 이때 충돌에 필요한 거리가 공의 지름보다 길면 공의 진행방향 앞부분에서 뒷부분보다 많은 분자가 충돌하고, 앞부분에서는 공이 회전하는 방향으로 분자가 튀어나가게 된다. 이로 인해 공은 분자가 나간 방향과 반대로 힘을 받아 지구와는 반대로 휘는 것이다.
이와 동일한 이유로 분자의 충돌 효과와 마그누스 효과가 평형을 이루는 대기 밀도 하에서는 회전을 줘도 공이 휘지 않는다고 연구팀은 덧붙였다.
서울경제 파퓰러사이언스 편집부
