아하! 일상 속 과학 <3> 야구공과 반발계수

공 크기 살짝 키운 프로야구 … 경기 결과 어떻게 바꿀까

2019년 프로야구가 개막돼 6개월간의 장기 레이스에 들어갔다. 올해 프로야구 경기에서는 몇 가지 바뀐 규정이 있다. 그 중 야구공이 조금 더 커졌다는 소식이다.

한국야구위원회(KBO)는 경기의 공정성을 위해 공인구의 재료, 제조 방식, 무게, 지름을 정한다. 공 크기가 바뀌니 공의 반발계수도 달라지기 마련이다. 미세한 반발계수 변화가 경기력에 얼마나 영향력을 미칠지 관심사다. 지난해까지 프로야구에 쓰인 공인구는 무게 141.77g~148.8g, 둘레는 9인치~9¼인치(22.9~23.5㎝)였다. 올해는 무게가 1g 더 나가고, 둘레도 1㎜ 늘었다. 이는 결국 반발계수를 조정하기 위함인데, 기존의 0.4134~0.4374였던 반발계수를 0.4034~0.4234로 낮췄다.

올해 프로야구는 야구공이 커지면서 반발계수가 낮아져 경기 결과에 큰 변수가 될 전망이다. 사진은 롯데 자이언츠의 제이크 톰슨이 지난 26일 KBO 리그 데뷔전에서 공을 던지는 모습. 국제신문 DB


반발계수는 1687년 아이작 뉴턴이 제안한 개념으로, 두 물체가 충돌할 때 충돌한 후의 속도와 충돌 전의 속도의 비를 지표로 나타낸 것이다. 충돌 전과 충돌 후의 속도가 똑같다면 반발계수는 1이고, ‘완전탄성충돌’이라 한다. 반발계수가 0인 경우는 ‘완전비탄성충돌’이라 부른다. 현실에서는 대부분 반발계수가 0보다 크고 1보다 작은 ‘비탄성충돌’만 일어난다. 골프에서 골프드라이버 반발계수의 경우 0.83을 최대치로 삼는다. 골프의 반발계수 0.01은 약 183cm의 거리 차이를 가져온다고 한다. 또 교통사고 시 보험료 산정에도 반발계수가 미묘하게 영향을 미친다.

그러면 공인구의 반발계수는 어떻게 산출할까. 반발계수를 구하려면 야구 배트와 공을 충돌시켜, 충돌 전과 후의 공의 속도를 측정하면 된다. 측정실험을 할 때에는 여러 번의 시도를 할 때마다 배트의 움직임이 일정한 값을 가져야 하므로, 실제 배트 대신 다른 방법을 사용한다. 20㎝ 콘크리트 벽에 붙인 5㎝ 두께의 철판에 공을 발사시키는 것이다. 발사 후에 공이 튕겨 나오는 속도를 측정한다. 공의 발사속도는 270㎞/h로 설정하는데 그 이유는 투수의 직구속도를 140㎞/h로 가정하고, 타자의 배트 회전속도를 130㎞/h로 잡아 이 두 속도를 더한 값이다.

이렇게 반발계수가 조정된 공에 투수는 회전속도, 방향 등 다양한 변수를 유입하고, 타자가 조절하는 배트의 타점 부위와 힘, 회전방향 등의 변수가 더해져 공의 비행거리가 결정된다.

2013년 일본프로야구에서 홈런이 갑자기 증가해 공인구가 바뀌지 않았나는 문제가 제기됐다. 조사 결과 선수와 팬에게 알리지 않고 공인구의 반발계수를 높인 사실이 밝혀져 논란을 일으켰다. 지난해 미국프로야구(MLB)에서도 유사한 사례가 있었는데, 전문가로 구성된 조사위원회가 다양한 연구와 실험을 진행하였으나, 유의미한 상관 관계를 얻지 못했다.

흔히들 점수가 너무 많이 나거나, 너무 적게 나면 재미없는 야구 경기라고 한다. 보통은 반발계수를 낮추면 비거리가 짧아져 홈런이 적게 나오게 되는데, 올해 바뀐 반발계수 조정이 어떤 영향을 미칠지는 시즌이 끝날 때 즈음이면 알 수 있을 것이다.

이은정 부산과학기술협의회 교육연구팀장