비상 영어1(홍민표) 3과 본문TEXT와 해석

When Sports Meets Science

Human beings are capable of doing amazing things through sports. Look at sprinters running through the field or baseballs flying into the catcher's glove. The precision and power they show seem like magic. Whatever we do on earth, however, is governed by the rules of nature. In fact, science can explain a lot about the magic in sports.

How Fast Can a Human Run 100 Meters?

Usain Bolt, the Jamaican sprinter, broke the world record for the 100-meter sprint in 2009, clocking a time of 9.58 seconds. Animals like the adult cheetah can run 100 meters in about six seconds. So what is the limit to how fast a human can run 100 meters?

Sports scientists say that sprinters' speed is influenced by how hard they hit the ground with their feet and by how many steps they take. Cheetahs do not hit the ground as hard as humans, but they can take twice as many steps as we do. This is why they can run fast.

The problem for humans is that the harder they hit the ground, the more time they spend in the air, which makes their steps longer but reduces the number of steps they can take. Therefore, maximum running speed is attained when the combination of force applied to the ground and stride frequency is optimal.

Unfortunately, this combination also depends on the runner's size, leg length, and other factors that vary among individuals. Many experts predict, however, that a human being could probably run the 100-meter sprint in just over nine seconds. Maybe future technology will help runners run even faster than they do today.

When runners train, they use two methods as shown here. To attain the best performance, they should find the optimal combination of stride length and frequency.

Why Do Curlers Sweep the Ice?

"Hurry! Hurry up!" Two people with brooms furiously sweep the ice in front of a rock that slides across a sheet of ice. "Whoa!" The sweepers stop as the rock settles into the house. "Nice job!" All four players bump fists indicating success. Have you guessed the sport? It's called curling.

One might expect that a curling stone sliding across the ice would continue in a straight line according to Newton's first law of motion. However, the stone will begin to curl when it loses its speed even though it is three or four times as heavy as a bowling ball. This is why players have to direct the stone's path carefully, and they do this by sweeping.

By rubbing the ice with the broom, the sweepers are generating heat to reduce friction between the stone and the ice. This results in the stone going straighter and farther. If the sweepers stop, the stone begins to curl again. Although the house — the area where the curlers aim the stone — is often blocked by an opponent's stone, curling teams can actually guide one stone behind another, which is one of the major strategic elements to the game. The precision with which the team can control the direction and speed of the stone is a major factor in the strategy of the game.

	The heat generated by the sweeping melts the ice, which reduces friction. Reduced friction helps the stone move farther.

Why Does a Baseball Have Stitches?

The batter swings and hits a foul ball into the stands. You reach up with your glove and catch it as other spectators clap and cheer. You look at the baseball with its smooth leather covering and bright red stitches. Do the stitches serve a purpose other than to keep the leather covering over the ball?

A typical baseball has 108 double hand stitches. They serve more than just a decorative function. The stitches on a baseball actually affect the flight of the ball. Without them, a pitcher couldn't throw it as fast or as accurately.

When a round object like a ball is thrown, the front part of the ball hits the air, increasing the air pressure there while the air becomes thinner at the back of the ball, making the air pressure low. This difference in air pressure creates an unwanted effect called "drag" that literally drags the ball backward and slows it down. This is where the stitches come into play.

The stitches more or less scoop the air and direct it inwards towards the back of the ball. This effectively increases the net air pressure in the back of the ball, which reduces the drag. Further, as a baseball is released, the pitcher can put spin on the ball. As the ball spins, the stitches help the ball to fly in the direction the pitcher intends.

The shading at the back of each ball represents the lower air pressure zone, showing how the stitches work to weaken drag by catching the surrounding air and directing it inwards.

Read More!

Technology Doping

Doping in sports usually involves drugs that players illegally take to gain an unfair advantage in performance. As technology advances, however, doping is done not only with drugs but also with their equipment. That's why the term 'technology doping' was coined, referring to any form of unfair advantage gained from technology by a player or a team.

In the 2008 Olympic swimming competitions, when 23 out of 25 world records were set by those in a particular swim suit, investigations concluded that it was a case of technology doping. Recently, in a 2016 international cycling event, a cyclist from Belgium was accused of technology doping when a small machine was found inside her bike frame that gave her extra power while she pedaled.

A specially designed swim suit or a small device in a bicycle clearly gives an unfair advantage. They only discourage athletes who train day and night to improve their performance. Such attempts should be banned in all sports competitions. In order to preserve and promote the core value of fair competition among players, the governing bodies of various sporting events should seek measures to prevent technology doping from entering into their events. Technology has not been developed as an illegal weapon for gaining an unfair advantage. It is to be used as a tool for progress.

스포츠와 과학의 만남

인간은 스포츠를 통해 놀라운 일들을 해낼 수 있다. 경기장을 가로질러 달리는 단거리 선수나 포수의 글러브 안으로 날아가는 야구공을 봐라. 그들이 보여주는 정확성과 힘은 마술처럼 보인다. 그러나 우리가 지구상에서 하는 모든 것은 자연의 법칙에 의해 지배를 받는다. 사실, 과학은 스포츠의 마법에 관해 많은 것을 설명할 수 있다.

인간은 100미터를 얼마나 빨리 달릴 수 있는가?

자메이카 단거리 선수인 Usain Bolt(우사인 볼트)는 9.58초를 기록하며 2009년에 100미터 단거리 경주 세계 기록을 깼다. 다 자란 치타와 같은 동물들은 100미터를 약 6초 내에 달릴 수 있다. 그러면 인간이 100미터를 얼마나 빨리 달릴 수 있는지에 대한 한계는 무엇일까?

스포츠 과학자들은 단거리 선수들의 속도는 발로 땅을 얼마나 세게 박차는지와 몇 보를 내딛는지에 영향을 받는다고 말한다. 치타는 사람만큼 세게 땅을 박차지 않지만, 우리보다 두 배 많은 걸음을 내디딜 수 있다. 이것이 그들이 빨리 달릴 수 있는 이유이다.

인간의 문제점은 땅을 세게 박찰수록 공중에서 더 많은 시간을 보낸다는 것인데, 이것은 보폭을 더 길게 만들지만 내딛는 걸음의 수를 줄인다. 따라서, 최대 달리기 속도는 땅에 가해지는 힘과 걸음의 빈도의 조합이 최적일 때 도달된다.

아쉽게도, 이 조합은 주자의 신체 사이즈, 다리 길이, 그리고 개인마다 차이가 있는 다른 요소들에 의해서도 영향을 받는다. 하지만 많은 전문가들은 인간은 9초 초반대에 100미터 단거리를 달릴 수 있을 것이라고 예측한다. 미래 기술은 아마도 주자들이 오늘날 보다 훨씬 더 빠르게 달릴 수 있게 도울 것이다.

주자들이 훈련할 때, 그들은 여기에 보여지는 두 개의 방법을 사용한다. 최고의 기록을 얻기 위해, 주자들은 보폭의 길이와 걸음의 빈도 사이의 최적의 조합을 찾아내야 한다.

왜 컬링 선수는 빙판을 쓰는가?

“서둘러! 서두르라고!” 빗자루를 든 두 사람이 얼음판을 가로질러 미끄러져 나가는 돌 앞의 얼음을 맹렬히 쓴다. “오!” 그 돌이 하우스에 자리 잡자 스위퍼들은 멈춘다. “잘했어!” 네 명의 선수들 모두 성공했다는 것을 표시하면서 주먹을 부딪친다. 당신은 이 스포츠가 무엇인지 짐작했는가? 이것은 컬링이다.

얼음을 가로질러 미끄러지는 컬링 스톤이 Newton(뉴턴)의 운동의 제1법칙에 따라 계속 똑바로 움직일 것이라고 예상할지도 모른다. 하지만 스톤은 볼링공보다 서너 배 더 무거울지 몰라도 속도를 잃으면 휘어 나가기 시작한다. 이것이 선수들이 스톤의 경로를 신중하게 유도해야 하는 이유이며, 그들은 빗질을 해서 이것을 해낸다.

얼음을 브룸으로 문질러서, 스위퍼들은 스톤과 얼음 사이의 마찰을 줄이기 위해 열을 발생시킨다. 이것은 스톤이 더 똑바로 더 멀리 가는 결과를 낳는다. 스위퍼들이 멈추면, 스톤은 다시 휘어 나가기 시작한다. 컬링 선수들이 스톤을 겨냥하는 곳인 하우스가 상대의 스톤에 종종 막힐지라도, 컬링 팀들은 사실 스톤 하나를 다른 스톤 뒤에 유도할 수 있고, 이는 경기의 주요 전략적 요소들 중의 하나이다. 팀이 스톤의 방향과 속도를 통제할 수 있는 정확도가 경기의 전략에 있어서 중요한 하나의 요소이다.

문질러서 발생하는 열은 얼음을 녹이고, 이것이 마찰을 줄인다. 줄어든 마찰은 스톤이 더 멀리 나아가도록 돕는다.

왜 야구공에는 실밥이 있는가?

타자가 방망이를 휘둘러 관중석으로 파울볼을 친다. 당신이 당신의 야구 글러브를 끼고 팔을 뻗어 그것을 잡자 다른 관중들이 박수 치고 환호를 한다. 당신은 매끄러운 가죽 외피와 밝은 적색의 실밥이 박힌 야구공을 본다. 실밥은 가죽 외피를 공에 덮어 두는 것 이외의 목적에 도움을 주는가?

일반 야구공에는 손으로 바느질한 108개의 이중 실밥이 있다. 그것들은 단순한 장식 기능 이상의 역할을 한다. 야구공의 실밥은 실제로는 공의 비행에 영향을 끼친다. 그것들이 없으면 투수는 공을 그만큼 빠르게 또는 정확하게 던질 수 없을 것이다.

공과 같은 둥근 물체를 던지면, 공의 앞부분이 공기에 부딪쳐 그곳의 공기 압력이 증가하는 반면 공 뒤쪽에서는 공기가 희박해져 공기 압력이 줄어든다. 이런 공기 압력의 차이는 말 그대로 공을 뒤쪽으로 끌어당겨 공의 속도를 늦추는 ‘항력’이라고 불리는 원치 않는 효과를 만든다. 바로 이 점에서 실밥의 효과가 드러나기 시작한다.

실밥은 공기를 어느 정도 모아서 공 뒤쪽으로 향해 안쪽으로 보낸다. 이것은 공 뒤쪽의 실공기압을 효과적으로 증가시키고, 이는 항력을 줄인다. 더군다나, 야구공이 던져질 때, 투수는 공에 회전을 줄 수 있다. 공이 회전을 할 때, 실밥은 공이 투수가 의도한 방향으로 날아가도록 돕는다.

각각의 공 뒤의 음영은 공기 압력이 낮은 부분을 나타내며, 실밥이 어떻게 주변 공기를 모아서 안쪽으로 보내어 항력을 약하게 하는지를 보여준다.

기술 도핑

스포츠에서 도핑은 일반적으로 선수가 경기력에서 부당한 이득을 얻기 위해 불법적으로 복용하는 약물과 관련된다. 하지만 기술이 발전함에 따라 도핑은 약물뿐만 아니라 장비를 가지고도 한다. 그것이 ‘기술 도핑’이라는 용어가 만들어진 이유이며, 이는 선수나 팀이 기술을 통해 얻은 모든 형태의 불공정한 이득을 가리킨다.

2008년 올림픽 수영 종목에서 25개의 세계 기록 중 23개가 특정 수영복을 입은 선수들에 의해 세워졌을 때, 조사를 통해 그것이 기술 도핑의 한 사례라는 결론이 내려졌다. 최근에는 2016년 국제 사이클 대회에서 페달을 밟는 동안 추가 동력을 제공하는 작은 기계 장치가 자전거 프레임 안에서 발견되어서 벨기에 출신의 한 사이클 선수가 기술 도핑으로 비난을 받았다.

특별하게 고안된 수영복이나 자전거 안의 작은 장치는 분명히 불공정한 이득을 제공한다. 그것들은 경기력을 향상시키기 위해 밤낮으로 훈련하는 선수들을 낙담시킨다. 그런 시도들은 모든 스포츠 대회에서 금지되어야 한다. 선수들 간의 공정한 경기의 핵심 가치를 유지하고 고취시키기 위해서 여러 스포츠 행사를 관리하는 기구들은 기술 도핑이 경기에 개입되는 것을 막기 위한 조치들을 모색해야 한다. 기술은 불공정한 이득을 얻기 위한 불법적인 수단으로서 개발된 것이 아니다. 그것은 발전의 도구로 사용되어야 한다.