- 장비 속 과학 원리 배우는 장
- 스키점프·컬링 등 올림픽 종목
- VR·AR로 실감나고 즐겁게 체험

‘피겨 여왕’ 김연아 선수와 스피드 스케이팅 이상화 선수가 얼음 위에서 신는 스케이트는 어떻게 다를까. 국립부산과학관 ‘동계 스포츠 과학 특별전’에 오면 그 비밀을 알 수 있다. 국립부산과학관은 2018 평창동계올림픽 및 패럴림픽 개최를 앞두고 스노보드, 스키점프 등 다양한 겨울 스포츠 속의 과학을 체험해볼 수 있는 특별전을 지난 22일부터 내년 5월 13일까지 1층 기획전시실(김진재홀)에서 열고 있다. 특별전은 스키장을 가지 않고도 다양한 겨울 스포츠를 즐길 수 있도록 가상체험존을 만들고, 인터랙티브 미디어 전시물 등 첨단 기술과 다양한 체험전시물을 통해 동계 스포츠 속 과학원리를 이해할 수 있게 꾸몄다.
■동계 스포츠 장비 속 과학원리

과학관은 피겨·스피드·쇼트트랙스피드 스케이팅 등 종목별로 스케이트 날이 다른 이유와 스키, 스노보드 등의 장비 속에 숨은 과학적 원리를 배울 수 있는 전시물을 마련했다. 음악에 맞춰 예술적 동작으로 얼음 위에서 연기하는 피겨스케이팅 날은 4~5㎜ 두꺼운 날에 ‘톱니(토픽)’가 달렸다. 앞쪽에 있는 톱니가 점프와 착지를 안정적으로 할 수 있게 돕는 역할을 한다. 날에 둥근 홈이 있어 방향 전환을 쉽게 할 수 있다. 홈이 깊을수록 속도는 느려진다.

얼음판을 빠른 속도로 달리는 스피드 스케이팅 날은 길고 1~2㎜로 얇고 평평하다. 얼음 위에서 빠르게 미끄러져야 속도를 낼 수 있기 때문이다. 밑면에 홈이 없고 뒷굽의 날은 분리된다. 짧은 트랙을 여러 바퀴 돌며 곡선 주행의 마술을 펼치는 쇼트트랙 스케이팅 날은 1.1~1.4㎜ 두꺼운데 다 코너를 돌 때 균형을 유지하기 위해 왼쪽으로 치우쳐 있다. 아이스하키용 스케이트는 잦은 방향 전환을 위해 앞뒤가 둥근 모양으로 돼 있다.

김연아는 6개 형태의 피겨 점프 가운데 칼날을 이용한 에지 점프보다 톱니를 쓰는 토(toe) 점프를 선호했다. 3회전 토 점프 중 가장 난도가 높은 트리플 러츠를 즐겼다. 김연아는 어떻게 회전 속도를 조절했을까? 회전하는 물체는 계속 회전하려는 회전관성(관성모멘트)을 가진다. 빠른 회전을 위해 양팔을 몸쪽에 바짝 붙이지만 안정적 착지를 위해서는 양팔을 펼쳐 천천히 회전하는 게 그 비밀이다. 회전 속도는 질량 및 회전축과의 거리에 따라 달라진다. 회전관성이 클수록 속도는 느려진다.

스키의 플레이트는 길이 짧을수록 방향을 바꾸기 쉽고, 길고 넓을수록 속도가 빠르다. 스노보드의 데크는 부츠를 고정하는 바인딩과 결합돼 있고 폭이 좁을수록 속도가 빠르다. 스키 플레이트와 스노보드 데크를 옆에서 보면 ‘캠버(camber)’라 불리는 부분이 가운데 약간 떠 있다. 사람이 올라서면 무게에 의해 땅에 닿으면서 전체가 평평해져 미끄러짐이 극대화된다. 눈 위를 달릴 때 바닥에 압력과 마찰열에 의해 순간적으로 눈이 녹아 생긴 물 위를 달리므로 빠른 속도를 유지할 수 있다.

‘빙판 위의 체스’라고 불리는 컬링은 마찰력과 가장 밀접한 종목. 컬링은 빗자루 모양의 솔로 빙판을 닦으면서 스톤의 진로와 속도를 조절하는 스위핑(sweeping)이 바로 마찰력을 조종하는 게 핵심이다.

■가상체험존·눈 체험 전시물

	시민이‘ VR 스노보드’를 체험하고 있다. 국립부산과학관 제공

가상체험존에서는 겨울 스포츠의 꽃이라 불리는 스키, 스노보드, 스키점프, 봅슬레이 등 4가지 종목을 가상현실(VR)과 스크린을 통해 직접 체험할 수 있다. 또 빙벽 등반, AR 기반의 올림픽 응원사진과 기념사진을 촬영하고, 피겨스케이팅 자세 원리와 아이스하키 골키퍼의 순발력을 다양한 인터랙티브 미디어 체험으로 이해할 수 있다.

이와 함께 자연설 느낌의 눈을 직접 체험할 수 있는 스노 하우스와 이글루를 만들어 보는 등 평소 눈을 접하기 어려운 부산 울산 경남지역 시민을 위한 체험 전시물이 마련됐다. 이번 특별전은 평창동계올림픽의 붐을 조성하고 대회의 성공 개최를 위해 별도의 입장료 없이 무료로 진행된다. 단, VR 스키점프, VR 스노보드, 스크린 스키, VR 봅슬레이 등 가상체험존 4종은 유료(1인 1000~3000원)로 운영된다. 과학관은 동계 스포츠 시뮬레이터 3종(스키, 스노보드, 스키점프)을 활용하기 위해 지난 7일 전자부품연구원과 업무협약을 체결했다.

■동계올림픽과 과학 특강

국립부산과학관은 내년 1월 14일 오후 1시30분~오후 3시 1층 대회의실에서 ‘하나 된 열정, 동계올림픽 속 숨겨진 과학’을 주제로 토크콘서트를 연다. 이 토크콘서트에서는 평창동계올림픽조직위원회 기술지원센터 박남필 팀장과 평창동계패럴림픽 의지보조기 협력업체 (주)오토복코리아 박동현 대표이사가 참여한다. 이어 1월 21일 오후 1시30분에는 부산대 물리학과 이창환 교수가 ‘동계올림픽 경기 속에 숨겨진 물리학’에 관해 강연한다.

오상준 기자 letitbe@kookje.co.kr