1. 운동량 전달
♦ F = ma : 골프는 힘으로 타격(X)
골프를 배우기 시작해서 최근까지도 골프에서 중요한것은 최대한의 힘을 발생시켜 골프공을 타격하는 것이라고 생각했다. 물리학 함수로 F = ma, 즉 힘(F)을 발생시키기 위해서는 질량(m)과 가속도(a)가 모두 최대한 발생시켜야 한다고 생각했다. 여기서 m인 질량은 내가 바꿀 수 없는 각 개인에게 주어진 상수이니, 가속도를 임팩트 순간에 크게 발생시키면 그만큼 큰 힘을 발생시켜 골프공을 타격한다고 생각했다.
하지만 비거리를 높이기 위해서 헤드스프드가 중요하다고는 했어도 가속도가 중요하다는 말은 들어본 적이 없다. 골프연습장에 가서 골프시뮬레이터가 제공하는 정보를 보더라도 골프클럽의 헤드스피드와 타격후의 골프공 스피드에 대한 정보는 보여주는데 가속도 이야기는 없다. 그냥 단순하게 생각했을 때 어짜피 백스윙 탑에서 클럽헤드의 가속도는 0에서 시작하는데, 다운스윙 후 임팩트시점에 속도를 높이려면 그 임팩트 시점의 속도에 도달하기 까지 가해지는 가속도가 결과적으로 높야야 한다는 말이니 헤드 스피드가 높다는 말이나 헤드 가속도가 높다는 말이나 같은 말인가 보다 라고 생각했다.
그런데 골프 구력이 쌓일수록 F = ma가 맞지 않는다는 생각이 들기 시작했다. 골프공을 단순히 큰 힘으로 타격한다고 골프공이 멀리 나가지 않기 때문이다. 즉 나는 똑같은 힘으로 골프공을 타격하더라도 어떨때는 가볍게 타격이 되서 볼이 멀리 나가는게 보이는 반면, 어떨때는 임팩트시 클럽 손잡이에 충격이 가해지면서 둔탁한 소리가 나고 골프공은 이전보다 궤도도 이상하고 볼도 멀리 나가지 않는 현상이 자주 관찰되기 때문이다.
♦ P = mv : 골프는 운동량의 전달(O)
골프는 단순히 큰 힘으로 골프공을 때리는 운동이 아니다. 골프 스윙이란 내가 스윙을 통해 발생시킨 운동량을 골프공에 최대한 손실없이 전달하여 골프공이 멀리 날아가게끔 하는게 목적이다. 즉 골프공을 친다는 관점에서 골프공에 운동량을 전달한다는 관점으로의 전환이 필요하다.
골프공을 친다, 타격한다는 것는 골프공을 때리기만 하고 골프공이 어떻게 될지는 상관하지 않는 것이다. 하지만 우리 목표는 골프공을 멀리 보내는 것이니, 가만히 서있는 골프공이 멀리 날아가기 위해서는 내가 만들어낸 운동량을 골프공에 온전하게 전달해야 한다.
유명한 골프프로가 골프란 골프공을 때리는게 아니라 골프공을 어루만지는 것이다라고 말한적이 있다. 이 말이 이제 이해가 가는게 골프공에 부드럽게 나의 운동량을 전해야지, 달려들면서 거칠고 쎄게 때리면 골프공에 전달되지 못하고 손실되는 운동량이 많아지게 된다.
이 물리 함수식을 세분화하면 세가지 임플리케이션을 얻을 수 있다. 첫번째는 m으로 질량을 의미한다. 즉 운동량을 크게 생성하려면 질량이 높아야 하는데, 우리 입장에서 각자 개인마다 주어진 고정상수가 아니라 우리 체중을 최대한 스윙에 많이 실어버리면 m을 키울 수 있다. 즉 팔로하는 스윙은 팔의 무게로 스윙하지만, 몸을 활용하는 스윙은 팔에 몸의 무게까지 더해서 스윙할 수 있어서 높은 운동량을 발생시킬 수 있다.
두번째는 v로 속도를 의미한다. 즉 가속도보다 중요한게 결국 헤드스피드라는 것이다. 따라서 임팩트시 헤드스피드가 높으면 가속도랑은 상관없이 운동량이 최대가 된다는 것이다. 심지어 임팩트시 가속도가 0이어도 속도만 빠르다면 많은 운동량을 발생시킬 수 있는 것이다. 다운스윙 전체구간에서 백스윙에서 다운스윙으로의 전환 동작에서 속도가 빠르기 보다는, 임팩트시점에서의 속도가 빠르게끔 스윙을 해야 발생한 운동량을 효율적으로 골프공에 전달할 수 있다.
마지막으로는 우리 몸의 운동량이 중요한 것이 아니라 골프공에 우리 몸이 발생시킨 운동량을 전달하는게 우리의 목표이다. 우리 몸의 운동량을 손실을 최소화해서 전달하기 위해서는 정확한 임팩트가 중요하다. 따라서 골프 스윙에서 속도를 높이고 정확성을 떨어뜨리는 것보다 낮은 속도이더라도 정확하게 임팩트시키는 것이 운동량 손실 없이 높은 운동량 전달이라는 효율을 극대화 할 것이다.
골프 체중이동
2. 원심력
골프볼을 멀리 보내려면 내가 스윙으로 만들어낸 운동량을 골프볼에 효율적으로 전달해야 한다. 그렇다면 나는 스윙으로 운동량을 어떻게 만들어 낼 수 있을까?
♦ 1) 좌우 운동(체중이동)?
골프를 처음 배울때는 나의 클럽헤드가 골프볼을 뒤에서 앞으로 타격하는 힘(목표를 바라본 기준), 즉 내가 서 있는 기준으로 오른쪽에서 왼쪽으로 치는 힘이 골프볼을 멀리 보내는 것이라고 생각했다. 이를 위해 백스윙때 오른쪽으로 나의 체중을 이동시켰다가 다운스윙으로 체중을 다시 왼쪽으로 옮기는 동작을 해야 하며, 이때 클럽 헤드가 체중 이동을 따라 오른쪽에서 왼쪽으로 빠르게 이동하는 것이다. 이 과정 중 임팩트 지점에서 클럽헤드가 골프볼을 쎄게 타격하여 골프볼이 멀리 나가는 것으로 이해하였다.
문제는 이런식으로 치게되면 물론 골프볼에 타격해서 어느정도 거리는 나가더라도, 다운스윙시 몸이 우에서 좌로 Sway하게 되어 골프볼을 제대로 맞추기도 어렵다. 제대로 맞는 느낌이 나더라도 실제 볼은 멀리 안나가는 것을 알수 있다. 앞서 말했듯이 내가 생각하는 대로 몸은 움직이게 된다. 즉, 골프볼을 바라봤을 때, 우에서 좌로 치는 운동이라고 생각하면 내몸도 똑같이 다운스윙시 우에서 좌로 움직이게 되기 때문이다.
몸의 머리를 회전축으로 백스윙시 올라갔던 클럽헤드가 다운스윙시 그대로 내려와야 임팩트시 뒷땅을 안치고 골프볼을 타격할 수 있다. 바이킹이 올라갔다 내려오는 것과 같다. 즉, 내 몸이 고정되어있다면 사람은 신기하게 원래 올라간 대로 내려오게 된다. 하지만 몸의 회전축이 오른쪽에서 왼쪽으로 움직이게 되면 다운스윙에서 임팩트시 뒷땅을 칠 수 밖에 없게된다. 탑볼이 나는 경우는 뒷땅이 나는것을 반복적으로 경험하다 보면 뒷땅으로 피하려고 상체를 무의식적으로 들기때문에 탑볼이 나게 된다. 어쩌다가 잘 맞았다고 이게 올바른 메커니즘이라고 속으면 안된다.
스웨이
♦ 2) 상하 운동(중력)?
어드레스시 바닥에 있던 골프 클럽 헤드는 백스윙 탑에서 머리 위로 올라갔다가 다운스윙에 의해 다시 바닥으로 내려오게 된다. 클럽 헤드가 질량이 있기 때문에 머리 위에 있던 골프 헤드가 지면으로 내려오면서 중력이 발생하고 그 중력에 의해서 클럽 헤드가 골프 볼을 강하게 임팩트해 볼이 날라간다고 생각할 수 있다.
골프가 오로지 중력에 의한 운동이라면 단순히 위에서 아래로 떨어지는 기능 밖에 하지 못할 것이다. 즉, 골프 스윙에서 클럽헤드가 위에서 아래로 떨어지는 힘이 임팩트시 골프볼에 전달되면 지면에 있는 골프볼은 반작용으로 공중으로 뜰 것이다. 하지만 골프에서 골프볼은 위로 뜨는 것과 동시에 앞으로 목표를 향 돌진한다. 그렇다면 골프볼이 뜨게끔 하는 것은 중력으로 이해하면 되는데, 골프볼이 타격 이후 앞으로 돌진하게 하는 힘은 무엇인가?
중력
♦ 3) 회전 운동(근력)?
골퍼는 어드레스시 45도 상체를 숙이고 클럽헤드를 잡는다. 클럽 샤프트를 내 몸에서 90도 각도로 잡으면 그 결과 클럽은 지면을 기준으로 45도로 기울어져 있게된다. 이 상태에서 내 몸이 백스윙에서 다운스윙으로 회전운동을 한다.
45도
내 몸이 근력을 통해 백스윙시 오른쪽으로 회전을 한면 백스윙 탑에서 내 몸의 근육이 최대로 꼬이게 되는데, 이 꼬인 힘이 에너지로 축적이 된다. 백스윙 탑에 모여있는 에너지가 다운스윙 트렌지션을 하는 동안 반동력으로 전환이 된다. 여기에 내 몸이 다시 왼쪽으로 회전을 하면서 추가로 회전력이 더해져서 클럽헤드가 큰 원반을 그리며 골프볼을 타격하게 된다. 즉 백스윙시 근력 회전을 통한 에너지가 백스윙 탑에서 축적되어 있다가 다운스윙 트렌지션시 반동력이 발생하고 여기에 내 몸이 다시 왼쪽으로 회전하며 근력이 가해지면 추가로 에너지가 더해지게 된다.
이 큰 원반의 중심은 내가 서있고, 내 앞면으로는 지면에 원반 끝이 붙고, 내 등뒤 쪽으로는 45도 각도로 기울어진 반대쪽 원반 끝이 위치하게 된다. 이 원반을 생각한다면, 골프란 골프볼을 오른쪽에서 왼쪽으로 타격하는 직선운동이라기 보다는, 내 몸을 중심축으로 내가 잡고있는 클럽 샤프트와 클럽헤드가 45도 각도로 기울어진 큰 원반을 그리며 꼬인 근력에 의한 회전운동을 하다 임팩트시 골프볼을 타격하는 것이다.
골프 스윙 원반
실제로 이런 개념을 갖고 스윙을 하면 앞서 좌우 운동이라고 생각하고 접근할 때보다 머리(회전축)가 고정되어 타격 정확성도 올라가고 거리도 더 멀리 나가게 된다. 왜냐하면 골프 타격 스윙 원리가 그대로 몸으로 구현되기 때문이다. 즉 좌우 운동이라고 생각하면 중심축이 움직여서 정확성이 감소하나, 내 몸을 중심축으로 하는 원반을 그리는 회전운동이라고 하면 중심축을 유지한채 회전을 하기때문에 정확성이 올라간다.
♦ 4) 지면반력?
지면반력이란 지면에 힘을 가했을 때의 반작용력이다. 우리가 점프를 할수 있는 것도 무릎을 궆혔다가 튕기면서 지면에 힘을 가하기 때문에 그 반작용으로 우리 몸이 뜰 수 있는 것이다.
골프에도 지면반력을 이용한다고 하면 의아할 것이다. 하지만 프로 골퍼들을 보면 백스윙에서 다운스윙 전환동작에서 왼쪽 무릎을 살짝 궆혔다가(지긋이 밟는 것처럼 보인다), 임패트 시점에 왼쪽 무릎을 쫙 펴서 땅을 누르는 힘을 가하게 된다. 그 결과 클럽 헤드의 속도는 더욱 빨라지게 된다.
지면반력이 어떻게 클럽헤드의 속도를 빠르게 하는지는 추후에 설명할텐데, 간단히 말하면 지렛대의 원리가 작용하기 때문이다. 즉, 왼쪽 다리에 가해진 지면반력이 왼손과 오른손에 전달이 되어 클럽 손잡이에 채는 힘으로 작용하게 되며, 지렛대 원리로 골프 클럽 반대편인 헤드에 전달되기 때문이다.
♦ 5) 탄성력?
골프 샤프트는 탄성을 갖고 있다. 프로들이 스윙하는 것을 슬로우 비디오로 관찰하면 골프 샤프트가 다운스윙 시작직후 골프샤프트가 휘어지기 시작하여 임팩트시 최대로 휘는 것을 확인할 수 있다. 탄성력이란 물체가 원래의 모양으로 돌아가는 힘이기 때문에 원래 일자로 펴져있는 골프 클럽이 다운스윙과 함께 휘기 시작하여 임팩트시 골프볼을 타격하는 순간 원래 직선으로 펴지려는 탄성력이 발생하여 골프볼에 전달되게 된다.
골프 구력이 늘어나게 되면 골프 스윙에서 리듬이 중요하다는 것을 체감하게 된다. 리듬이란 스윙 전체에 걸리는 시간을 의미하지만, 직관적으로 말하자면 백스윙과 다운스윙이 각각 얼마나 걸리며 백스윙에서 다운스윙이 얼마나 자연스럽게 연결되는가 하느냐다.
골퍼마다 리듬이 다르다. 어떤 사람은 백스윙 탑에서 멈췄다가 다운스윙으로 넘어가는 사람이 있는 반면, 또 다른 골퍼는 백스윙 탑에서 지체하지 않고 다운스윙으로 트랜지션이 곧바로 이뤄지는 사람도 있다. 그런데 왜 이런 리듬을 타야하는지 아는 사람은 별로 없는듯하다. 서두르는 스윙을 하지 않기 위해서? 아니면 루틴을 지키기 위해서? 답은 골프채의 탄성을 이용하기 위해서가 가장 정확하다. 골프 탄성을 최대화 하기 위해 리듬을 만들어 스윙을 하는 것이다.
이런 관점에서 본다면 골프 스윙 리듬은 백스윙 탑에 가기 전에 다운스윙으로 연결동작이 이뤄져야 한다. 즉, 무거운 크럽 헤드가 백스윙을 통한 관성에의해 계속 위로가려고 할때 클럽 손잡이와 샤프트는 다운스윙으로 전환하면 헤드는 계속 등뒤로 가려고하고, 손잡이와 샤프트는 가슴으로 가려고 하기 때문에 골프 샤프트가 휠 수밖에 없다. 이 원리를 이용하여 임팩트를 하게 되면 탄성을 최대한 이용하여 골프에 전달할 수 있게 된다.
스윙 탄성
∴ 결론은 원심력이다
(체중이동 + 중력 + 근력 + 지면반력 + 탄성력 = 원심력)
내 몸이 원반을 그리면서 회전을 하면 골프볼 타격 정확성이 올라가지만, 문제는 회전력 가지고는 비거리가 많이 나가지 않는다. 골프클럽은 채 손잡이가 가볍고 채 샤프트는 길며 채 끝이 헤드부분이 무겁다. 왜 이렇게 만들었을까? 내 회전력만을 이용한다면 그냥 클럽 헤드를 짧게 만들고 쇠 막대기 형태로 채 손잡이서부터 샤프트, 헤드까지 전체가 동일한 무게로 만들어도 되지 않았을까?
이는 골프란 내 회전력을 그대로 이용하는 것이 아니라 내 회전력을 원심력으로 전환하여 최대 힘을 끌어내기 위하여 클럽헤드가 효율적으로 만들어졌기 때문이다. 골프 클럽을 잡고 내 몸이 45도 각도로 원반 회전운동을 하게 되면 클럽 헤드의 바깥으로 튕겨져 나가려는 성질, 즉 원심력을 최대한 발생시켜 이 원심력이 골프볼을 타격하여 공이 멀리 나가는 것이다.
좌우운동일 때에는 내가 오른쪽에서 왼쪽으로 체중이동을 할때 발생하는 힘을 통하여 타격을 하고, 중력운동이라고 하면 클럽헤드의 상하운동을 통해 공을 띄우게 한다. 또 근력에 의한 회전 운동이라 생각하면 내 몸의 꼬임을 통한 회전력으로 타격을 가한다.
하지만 앞서 말한 모든 힘들, 내 몸의 체중이동, 몸의 꼬임에 의한 회전력, 그리고 클럽 헤드의 중력, 지면반력 그리고 골프 샤프트의 탄성력을 모두 작용하면, 결과적으로 클럽헤드에 원심력이 생기고 스윙궤도의 90도 접선 방향 힘이 생겨 이때 골프 볼을 임팩트시 타격하는 것이다. 즉, 원심력을 최대한 발생시킨다는 것은 회전력, 중력, 지면반력, 탄성력을 모두 발생시키는 것이며, 내가 만들어 낼 수 있는 모든 종류의 힘을 동시에 이용하여 골프볼을 타격할 수 있기 때문에 더 많은 비거리를 낼 수 있는 것이다.
원심력에 의한 타격
이 클럽헤드의 원심력이 골프볼을 멀리 나가게 한다는 것을 이해하면, 앞으로 골퍼들이 신경써야 할 것은 어떻게 하면 원심력을 극대화 시킬 수 있는가? 라는 문제로 귀결하게 된다.
골프 원심력
3. 지렛대
골프 볼을 멀리보내는 power의 원동력은 원심력이라고 설명하였다. 이 원심력을 극대화 하는 방향으로 골프 클럽이 설계되었는데, 극대화 하는 방법이란 우리 몸이 발생 시킨 힘을 지렛대 원리를 사용하여 클럽헤드의 원심력을 최대화하는 것이다.
♦ 골프 클럽과 지렛대
모든 종류의 골프 클럽은 클럽헤드가 가장 무겁고 샤프트가 길며 손잡이가 있다. 우리 몸이 직접적으로 컨트를 할 수 있는 부분은 클럽 손잡이로, 스윙 과정에서 우리는 클럽 손잡이에 효율적인 힘을 가해 샤프트를 통하여 클럽 헤드에 전달하는 것이다. 그러한 과정을 통하여 클럽헤드에 원심력이 발생하고 이 원심력이 운동량을 생성하여 임팩트시 골프볼에 운동량을 전달하게 된다.
골프 클럽
그렇다면 클럽 손잡이에 작용한 내 손의 힘이 지렛대 원리를 사용하여 어떻게 클럽헤드의 원심력을 극대화 하는 것일까?
밑에 그림은 지렛대의 3가지 포인트 지점을 보여주고 있다. 골프 클럽에서 지렛대 원리는 다음과 같다.
1) 클럽 손잡이를 잡고 스윙을 통해 몸에서 발생시킨 힘을 전달하는 우리의 왼손이 힘점이다.
2) 클럽을 받치고 있는 우리의 오른손이 우리의 받침점이다(백스윙시 45도 각도로 접시를 받치는 느낌으로 오른손은 샤프트를 받쳐야 한다).
3) 스윙의 힘이 왼손으로 전달되면 클럽손잡이가 작용점이 되고 오른손이 클럽 샤프트에 대한 받치점이 된 후에 최종적으로 클럽헤드가 힘점이 된다.
- 몸의 회전을 통해 손으로 클럽손잡이에 전달되는 힘이 작용점이다.
- 지렛대 원리가 작동할 수 있도록 클럽손잡이를 받치고 있는 오른손이 받침점이다.
- 힘점은 위의 두가지 원인으로 클럽헤드에 가해지는 결과이다.
지렛대 원리
♦ 지렛대 원리를 통한 힘점 극대화 및 상체 힘빼기
골프 스윙시 힘점에 우리의 힘을 어떻게 효과적으로 전달할 수 있는가? 우리 인체에서 작동하는 지렛대 원리를 활용하여야 한다.이중 골프 스윙과 관련하여 작용하는 지렛대 원리는 총 5개이다. 회전을 하는 동안 오른손과 오른손목이라는 지렛대(힌지), 오른팔과 팔꿈치라는 지렛대(백스윙시 오른팔꿈치 굽히기), 왼손과 왼손목이라는 지렛대(코킹), 왼팔과 팔꿈치라는 지렛대(로테이션), 그리고 마지막으로 왼다리와 왼무릎이라는 지렛대(지면반력)가 작용하여 클럽헤드의 원심력이 극대화된다.
- 오른손과 오른손목(힌지)의 지렛대
- 오른팔과 팔꿈치의 지렛대(백스윙탑에서 오른팔꿈치 굽힘)
- 왼손과 왼손목(코킹)의 지렛대
- 왼팔과 팔꿈치의 지렛대(로테이션)
- 백스윙시 오른다리와 오른무릎의 지렛대(지면반력)
- 다운스윙시 왼다리와 왼무릎의 지렛대(지면반력)
이 모든 지렛대를 스윙할 때마다 다 염두해 두고 스윙할 필요는 없다. 원리를 알면 몸이 알아서 극대화 시키게끔 반응하기 때문이다. 몸의 회전(골반 회전)을 통하여만 회전하고 인위적인 팔에 힘을 배제하고 스윙한다면, 백스윙시 클럽 헤드가 올라간대로 다운스윙시 클럽헤드가 내려온다. 따라서 위 인체의 지렛대 원리와 골프 클럽의 지렛대 원리를 이해한다면, 백스윙시 골반 회전을 통하여 채를 튕겼을 때 백스윙 탑에서의 골프 클럽과 클럽 헤드의 각도와 위치시키기만 하면, 다운스윙시 저절로 지렛대 원리가 작동하게 된다.
인체속의 지렛대
이 지렛대 원리를 알면 그토록 강조하는 상체와 팔과 손의 힘이 저절로 빠진다. 지렛대를 통하여 작용점의 힘을 극대화 시키기 위해서는 받침점에는 힘이 들어가면 안된다. 이것은 지렛대 원리를 이해하고 연습 스윙을 한번 해보면 알게 된다. 손목과 팔목은 받침점 역할을 하기 때문에 관절에 힘이 들어가면 지렛대 원리가 상쇄되서 클럽 헤드에 극대화된 힘이 전달되지 않음을 바로 알수 있다. 관절 부위에 힘을 빼다보면 저절로 팔을 포함한 상체에 힘이 빠지게 된다.
이 상태에서 스윙을 하면 정말로 상체가 가벼운 느낌을 갖고 회전함과 동시에 임팩트시 아주 맑고 경쾌한 소리를 내며 골프볼이 타격되어 날라가는 것을 확인할 수 있다. 그동안 팔과 상체에 힘빼야 한다는 것을 알면서도 빼지 못했던 것은 몸의 작동 원리를 모르니 어떻게 빼는지 알수 없었기 때문이다. 이제 앞으로 원리를 알았으니 상체 힘빼는 것은 정말 저절로 된다.
하지만 하체에는 힘을 써야 한다는 것은 어떻게 자연스럽게 할 수 있을까? 이것 "골프스윙적용"편에서 다루도록 하겠다.
고진영선수 왼다리 지렛대