새총과 미신 - 넘겨쏘기 손가락 때림의 원인

 

 

 

넘겨쏘기에서 파우치를 놓은 후 밴드의 에너지가 온전히 강구에 전해지지 않고, 남는 에너지로 인해 밴드가 돌아와서 그 결과 손가락을 때린다. - 여기까지는 문제가 없다.

 

그런데, 정확하게 사격을 해서 밴드에 축적된 에너지가 몽땅 강구에 전달되면 밴드가 돌아오지 않고 손가락 맞을 일이 없다. - 이것이 일부 새총 동호인들이 믿어 의심치 않는 미신 중의 하나이다. 정말로?

 

[아래에서 속도는 정확히 표현하자면 속력이다. 파우치와 강구의 속도는 방향이 달라진다. 그럼에도 불구하고 일반에서 통용되는 속도로 표현했다.]

강구를 날린 후 밴드가 돌아오는 것은 밴드의 에너지가 남아있기 때문인 것은 사실이다. 그런데, 이 에너지를 강구에 몽땅 전할 수 있을까? 그것은 물리적으로 있을 수 없는 일이다.

 

파우치를 놓는 순간 잡아당긴 밴드에 축적된 위치에너지가 밴드의 운동에너지로 바뀌고, 그 운동에너지가 강구의 운동에너지로 바뀐다.

 

언제까지? 강구가 파우치를 떠나기 전까지.

다른 말로? 강구의 속도가 파우치의 속도를 넘어서는 바로 그 순간까지.

또 다른 말로? 파우치 속도 = 강구 속도.

 

그런데 이 순간에 파우치의 속도가 0인가?

다른 말로? 그럼 이 순간에 강구의 속도가 0인가? <- 말이 안되지?

 

진실은,

이 순간 강구의 속도(=파우치의 속도)는 표적까지 날아갈 수 있는 충분한 속도이다.

이 순간 파우치의 에너지는 속도의 제곱에 비례하니까 강구를 날린 후에도 되돌아와서 손가락을 때리기에 충분한거다.

 

무슨 말이냐 하면 강구가 파우치를 떠나서 표적까지 날아가려면 파우치에서 떨어지는 순간 충분한 속도가 필요하고, 그 순간의 강구 속도 만큼 파우치도 동일한 속도를 가지고 있다. 또, 파우치 속도의 제곱에 비례해서 운동에너지의 크기가 정해진다. 역설적으로 강구가 파우치를 벗어나서 날아가려면, 강구가 떠난 이후에도 파우치(밴드)는 운동에너지를 가지고 있어야만 한다는 것이다. 더 심하게 말하자면 파우치의 운동에너지가 0이면 강구 속도 역시 0인것이다. 밴드의 운동에너지를 온전히 강구의 운동에너지로 몽땅 옮기는 것은 X소리임을 위와 같이 증명하면 된다.

 

 

 

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그런데, 밴드가 왜 다시 활대 쪽으로 돌아올까? 물리적인 표현으로 댐핑 때문이다. 사전적으로 댐핑은 '시스템의 에너지 손실과 관련되어 자유 진동하는 시스템의 진폭 감소'. ㅋㅋ 뭔 소리? 또, 댐핑은 탄성을 가진 시스템에 존재하는 고유의 성질이다. 

 

서부 영화를 보면 악당, 주인공이 술집에 등장하는 장면은 거의 빠지지 않는다. 술집 출입문의 움직임을 기억하면 된다. 왔다리 갔다리 하다가 그 진폭이 점점 줄어들면서 결국에는 닫히게 된다. 이것이 댐핑이다.

 

결론 ---> 밴드가 활대 쪽으로 돌아오는 것은 강구를 날리고 필연적으로 남아 도는 밴드의 에너지를 줄이는 자연법칙(댐핑)이다.