자유형 물장구, 빨라지는 효과 없다?…오히려 물 저항력 ↑(연구)

수영에서 자유형은 이름 그대로 영법에 제한을 두지 않아 경기 도중 영법을 바꿀 수 있지만, 대부분 수영 선수는 현재 가장 빠른 ‘크롤 영법’을 쓴다. 크롤 영법은 몸을 펴 저항을 덜 받는 자세로 양팔을 끊임없이 교대로 움직이며 물을 저어가고 양다리는 물장구를 치듯이 끊임없이 상하로 움직여 물을 뒤편으로 밀어냄으로써 계속해서 추진력을 얻는다. 그런데 이때 수영 속도가 일정 수준을 넘어서면 발차기 동작 이른바 물장구가 오히려 추진력을 방해한다는 사실이 새로운 연구를 통해 밝혀졌다.

4일 일본 아사히신문 보도에 따르면, 쓰쿠바대와 도쿄공업대 공동 연구팀은 자유형의 크롤 영법에서 초속 1.3m(100m 시간으로 76초 92에 해당)보다 빨라지면 발차기 동작으로 발생하는 물의 저항력이 많이 늘어난다는 사실을 알아냈다고 밝혔다.

연구팀은 “그동안 크롤 영법에서 발차기 동작은 아무것도 하지 않으면 가라앉아 버리는 양다리를 들어 올려 수평에 가까운 자세를 만들려면 꼭 필요하므로 저항을 줄이는 데 기여한다고 생각돼 왔다”면서 “하지만 진행 방향에 대해 상하로 움직이는 양다리가 추진력에 기여하고 있는지에 대해서는 일정한 견해를 얻지 못했었다”고 설명했다.

이에 따라 연구팀은 일정한 유속을 설정할 수 있는 회류수조를 사용한 새로운 측정법을 이용해 수영선수의 발차기 동작에 관한 역할을 검토하기로 했다.

실험에서는 우선 수영선수에게 임의의 유속이 설정된 회류수조 안에서 일정한 위치에 머물며 자유형으로 수영하도록 하고 이때 양팔의 회전 속도를 기억하게 했다.



이후, 수영선수는 앞뒤 방향에서 와이어로 신체를 고정한 상태에서 앞서 기억한 수영 템포를 재현하고 유지하면서 자유형으로 수영하도록 했다. 이때 수영선수가 양팔과 양다리를 모두 사용해 헤엄치는 것부터 양팔만 사용해 헤엄치고 몸을 똑바로 뻗은 채 나아가는 자세까지 3가지 패턴으로 수영할 때 신체에 걸리는 물의 저항력을 측정했다.

그 결과, 크롤 영법의 발차기 동작은 초속 1.1m(100m 시간으로 90초 91에 해당)의 저속 구간에서 추진력으로서 기여했지만, 초속 1.3m를 넘는 중속 구간에 들어가면 오히려 물의 흐름을 방해해 저항력은 속도의 3제곱으로 비례해 커지는 것으로 나타났다. 이는 기존 정설인 속도의 2제곱보다 훨씬 큰 것이다.

이에 대해 연구팀은 “자유형 영법에서 속도를 높이려면 저항 증대로 이어지더라도 발차기를 할 수밖에 없어 그것이 결과적으로 수영속도의 3제곱에 비례해 저항이 증가하는 현상을 낳고 있는 것으로 추정된다”면서 “이에 따라 빨리 헤엄치려면 추진력의 대부분이 나오는 팔에 의한 추진력의 증대를 꾀하고 발차기 동작의 저항력을 어떻게 줄이느냐가 기술적인 관건이 될 것”이라고 설명했다.

또한 이번 연구에 교신저자로 참여한 타카기 히데키 츠쿠바대 교수는 “진동 폭이 작고 유연하게 발차기를 하며 팔로 물을 잡아 당기는 기술을 갈고 닦으면 기록 향상으로 이어질 수도 있을 것”이라고 조언했다.

자세한 연구 결과는 역학 분야 최고 저널인 ‘생물기계학 저널(Journal of Biomechanics) 온라인판 6월15일자에 실렸다.

사진=일본 쓰쿠바대학

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr