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[IT뉴스]퍼팅의 물리학…골프공은 왜 홀컵을 돌다 다시 튀어나올까

온카뱅크관리자

2025-11-21 09:37:30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 곽노필의 미래창 ‘골퍼의 저주’ 립아웃 낭패 면하려면 초속 1.62m 이내로 중심 향해 쳐야 
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 <img alt="골프 샷의 40~45%가 퍼팅이라고 알려질 정도로 그린에서 홀컵에 공을 넣는 것은 쉬운 일이 아니다. Jason Abrams/Unsplash" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/21/hani/20251121093619166vtif.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="VAbHVBvmrV" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/21/hani/20251121093619166vtif.jpg" width="658">
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 골프 샷의 40~45%가 퍼팅이라고 알려질 정도로 그린에서 홀컵에 공을 넣는 것은 쉬운 일이 아니다. Jason Abrams/Unsplash
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 모든 스포츠엔 승패의 드라마가 있지만 골프는 경기 자체가 ‘인생의 축소판’에 비유되곤 한다. 골프에선 홀컵이라는 목적지에 도달할 때까지 불가피하게 갖가지 장애물을 만나게 된다. 구비구비 돌아 18홀 코스를 온전히 마치는 데 필요한 집중력과 인내심, 평정심 등은 삶의 고난을 헤쳐나가는 마음의 힘이기도 하다. 바람, 물, 지형, 나무, 잔디 등 다양한 환경 변수가 때로는 예측 가능하게, 때로는 돌발적으로 골프공의 포물선 운동에 영향을 미친다. 그린에 당도하려면 속도보다 방향을 잘 조절해야 한다.
 골프의 진정한 승부는 공이 그린에 도달했을 때부터 시작된다. 골프 샷의 40~45%가 퍼팅이라고 알려질 정도로 그린에서 홀컵에 공을 넣는 것은 쉬운 일이 아니다. 유명 골프 칼럼니스트 피터 도버라이너는 ‘골프의 절반은 재미, 나머지 절반은 퍼팅’이라는 말로 퍼팅의 중요성을 강조한 바 있다.
 골프 중계를 보다 보면 간혹 ‘골퍼의 저주’라고 불리는 퍼팅 장면을 목격하게 된다. 마지막 순간에 공이 홀컵 안으로 들어가는 듯하다 다시 밖으로 튀어나오는 ‘립 아웃’(lip out) 현상이다. ‘립 아웃’ 현상은 왜 일어날까?
 영국 브리스톨대 존 호건 교수(수학)팀이 립 아웃이 일어나는 물리학적 원리를 규명해 ‘왕립학회 오픈 사이언스’(Royal Society Open Science)에 발표했다. 연구진은 홀컵에 공을 넣는 최종적인 순간에는 방향 못잖게 속도가 중요한 것으로 나타났다고 밝혔다.
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 <img alt="이번 연구는 퍼트가 홀컵에서 튕겨져 나오는 ‘립 아웃’ 현상을 하나의 원리로 설명했다는 데 의미가 있다. 픽사베이" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/21/hani/20251121093620500onqi.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="fWYEZWaem2" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/21/hani/20251121093620500onqi.jpg" width="658">
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 이번 연구는 퍼트가 홀컵에서 튕겨져 나오는 ‘립 아웃’ 현상을 하나의 원리로 설명했다는 데 의미가 있다. 픽사베이
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 두 유형의 ‘립 아웃’을 한 원리로 설명
 연구진에 따르면 공이 홀컵에서 튕겨져 나오는 현상에는 세 가지 유형이 있다. 첫째는 탄도형 립아웃(ballistic lip out)이다. 공이 홀컵의 정중앙을 향해 곧장 굴러가지만 속도가 너무 빨라 컵 반대쪽 가장자리에 부딪히고 그대로 튕겨 나오는 경우다.
 둘째는 테두리 립아웃(rim lip out)이다. 공이 홀컵 쪽으로 비스듬하게 접근하다가 홀 테두리를 따라 한 바퀴 돌고는 다시 밖으로 굴러 나오는 경우다.
 셋째는 홀 립아웃(hole lip out)이다. 공이 홀 테두리를 따라 돈 뒤 실제로 컵 안쪽으로 내려갔다가 다시 위로 올라 나오는 경우다. 마치 중력을 거스르는 듯한 움직임이다. 아주 드물게 일어나지만 골퍼들에겐 가장 속 터지는 상황이다.
 첫째는 비교적 단순한 현상이지만, 둘째와 셋째는 설명하기가 훨씬 더 어렵다. 고려해야 할 좌표축이 세 가지나 되기 때문이다. 지면이 수평이고 하늘이 위로 있는 일반적인 좌표축, 굴러가는 공의 회전축, 공과 지면 또는 컵 사이의 접점을 기준으로 한 좌표축이 그것이다. 공이 홀컵에 도달하면서 방향을 바꾸기 시작하면 상황이 훨씬 까다로워진다.
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 <img alt="골프공이 림(홀컵 테두리)에 도착하는 속도(v)와 홀 중심에서 빗나간 정도(δ)가 공의 운명(초기 이탈, 중간 이탈, 립 아웃, 홀 진입)을 어떻게 결정하는지 보여주는 그래프. 왼쪽 그래프에서 C1은 림을 따라 구르지 않는 속도, C2는 림을 따라 구르다 홀 안으로 떨어지는 속도, C3은 립 아웃이 일어나는 속도. 오른쪽 그래프에서 1은 속도가 너무 빨라 홀컵 테두리에 닿는 순간 튕겨 나가는 영역, 2는 테두리를 따라 움직이다 안으로 떨어지는 영역, 3은 테두리를 따라 움직이다 바깥으로 튕겨 나가는 영역, 4는 홀컵 안으로 바로 떨어지는 영역. 빨간색 선이 립 아웃의 경계선, 즉 안장 평형을 이루는 지점이다. R은 홀컵의 반지름. 왕립학회 오픈 사이언스" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/21/hani/20251121093621740gupv.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="4l3huFrNE9" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/21/hani/20251121093621740gupv.jpg" width="658">
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 골프공이 림(홀컵 테두리)에 도착하는 속도(v)와 홀 중심에서 빗나간 정도(δ)가 공의 운명(초기 이탈, 중간 이탈, 립 아웃, 홀 진입)을 어떻게 결정하는지 보여주는 그래프. 왼쪽 그래프에서 C1은 림을 따라 구르지 않는 속도, C2는 림을 따라 구르다 홀 안으로 떨어지는 속도, C3은 립 아웃이 일어나는 속도. 오른쪽 그래프에서 1은 속도가 너무 빨라 홀컵 테두리에 닿는 순간 튕겨 나가는 영역, 2는 테두리를 따라 움직이다 안으로 떨어지는 영역, 3은 테두리를 따라 움직이다 바깥으로 튕겨 나가는 영역, 4는 홀컵 안으로 바로 떨어지는 영역. 빨간색 선이 립 아웃의 경계선, 즉 안장 평형을 이루는 지점이다. R은 홀컵의 반지름. 왕립학회 오픈 사이언스
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 골프공 회전 느려지는 순간이 분기점
 연구를 이끈 호건 교수는 사이언스에 “문제는 공이 홀컵 테두리에서 홀 안쪽으로 이동할 때 발생한다”고 설명했다. 이 지점에 이르면, 중력은 더 이상 공이 구르는 방향과 공이 회전하는 축 양쪽에 대해 수직으로 작용하지 않는다는 것이다. 대신 공이 컵 안으로 들어갈 때, 중력은 공이 구르고 있는 표면, 즉 컵의 벽을 따라 작용하게 된다.
 이에 따라 그동안 과학자들은 홀을 향해 굴러가는 공의 회전과 홀 내부 벽을 따라 굴러가는 공의 회전을 다르게 정의해왔다. 따라서 둘을 연계해 설명하는 것이 어려웠다. 
 호건 교수는 이 문제를 해결하는 방법으로, 공이 굴러가는 방향과 공의 중심에서 홀컵 표면 접촉점으로 이어지는 선을 좌표축으로 삼았다. 그는 “일단 공이 홀 안으로 들어가면 좌표축도 같이 따라 들어간다”고 말했다.
 연구진은 이런 방식을 통해 둘째와 셋째 립 아웃을 같은 원리로 설명할 수 있게 됐다고 밝혔다. “공이 홀 안으로 들어가 홀컵의 벽을 따라 내려갈 때, 공은 자신의 중심과 표면 접촉점을 잇는 축을 기준으로 약간의 회전을 시작한다. 그러다 어느 순간 옆방향 회전이 느려지면서 공이 다시 벽을 타고 위로 올라오게 된다.”
 연구진은 그러나 실제로 공이 다시 홀컵 밖으로 올라오는지는 판단하기가 어렵다고 말했다. 홀컵 안으로 떨어질 수도, 바깥으로 튀어나올 수도 있는 경계선이라 할 ‘안장 평형’(saddle equilibrium) 상태가 되기 때문이라는 것이다. 호건 교수는 “안장 평형은 수치적으로 가장 풀기 어려운 문제”라고 말했다. 어떤 컴퓨터도 이 경계를 완벽하게 식별할 수는 없다는 설명이다. 연구진은 이 경우 아주 미세한 교란 요인, 예컨대 컵 테두리의 아주 작은 흠집 같은 것이 공의 최종 방향을 바꿀 수 있다고 설명했다.
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 <img alt="골프공이 홀컵 안으로 들어가려면 속도가 초속 1.62m 이내여야 한다. 픽사베이" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/21/hani/20251121093622975seyo.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="8r4KgJu5sK" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/21/hani/20251121093622975seyo.jpg" width="658">
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 골프공이 홀컵 안으로 들어가려면 속도가 초속 1.62m 이내여야 한다. 픽사베이
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 공이 홀컵 밖으로 나오지 않게 하려면?
 이번 연구는 골퍼들이 최종 순간에 립 아웃을 피하는 데 도움을 줄 수 있을까?
 호건 교수는 미 공영라디오 엔피알(NPR) 인터뷰에서 “내 친구들은 공을 너무 세게 칠 때 립 아웃이 발생한다고 말한다”며 두 가지를 조언했다. 첫째는 공을 너무 세게 치지 말라는 것이다. 연구진은 골프공이 홀컵 안으로 들어가려면 속도가 초속 1.62m 이내여야 한다는 이전 연구 결과를 소개했다. 초속 1.62m는 시속 5.8km로 빠르게 걷기 수준의 속도다.
 둘째는 공이 홀 테두리가 아닌 중심을 향해 굴러가게 하라는 것이다. 속도가 빠르거나 중심에서 벗어난 각도로 접근할수록 ‘테두리 립 아웃’이 일어날 가능성이 크다.
 그러나 연구에 참여하지 않은 존 맥피 워털루대 교수(시스템설계공학)는 사이언스에 “이번 연구가 골프 실력 향상에 도움을 줄 수 있을 것같지는 않다”고 말했다. 그는 대신 “골프 스코어에서 중요한 비중을 차지하는 퍼팅에서 일어나는 립 아웃 현상을 이해할 수 있는 흥미로운 연구를 보게 돼 기쁘다”고 덧붙였다.
 *논문 정보
 Mechanics of the golf lip out.
 https://doi.org/10.1098/rsos.250907
 곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr
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