수학 원리를 알면 올림픽이나 월드컵 경기가 2배로 즐거워질 수 있다고?
양궁, 육상, 체조, 수영, 격투기, 축구, 크리켓, 역도 등
다양한 스포츠 속에 숨겨진 수학의 수수께끼가 밝혀진다!
4년마다 전 세계인의 축제인 올림픽과 월드컵이 열린다. 온 국민이 밤잠을 설치며 피 땀 흘려 훈련한 우리 선수들을 응원할 것이다. 『일상적이지만 절대적인 스포츠 속 수학 지식 100』은 우리가 즐기는 스포츠 속에 숨어 있는 재미있는 수학 이야기를 케임브리지대학교 수리과학 교수인 저자가 알기 쉽게 들려주는 책이다.
우사인 볼트는 어떻게 별다른 노력 없이도 세계 기록을 깰 수 있을까? 축구 경기에서 최고의 페널티킥 전략은 무엇일까? 삼세판을 하는 이유는? 바람이 기록에 미치는 영향은? 착용이 금지된 전신 수영복의 효과는? 슈퍼볼이 튀는 움직임은 왜 뉴턴의 운동 법칙에 어긋나는 것처럼 보일까? 등 평소 궁금하게 여겼지만 지나쳐버린 것들에 대한 해답이 이 책에 모두 들어 있다! 이 책을 읽고서 스포츠 경기를 보면 그 속에 숨어 있는 수학은 물론 인체 동작, 채점 체계, 기록 경신, 힘겨루기, 약물 검사, 다이빙, 승마, 달리기, 뜀뛰기, 던지기 등과 관련된 과학까지 살펴보는 자신을 보면서 놀라게 될 것이다!
모르는 줄도 몰랐던 스포츠 속 신기한 수학
알면 보이게 되고 보이면 재미있어지는 수학 이야기!
『일상적이지만 절대적인 스포츠 속 수학 지식 100』에는 스포츠 영역 전반에서 달리고 뛰어오르고 헤엄치고 득점하는 일과 관련된 수수께끼를 수학 속에서 풀어가는 이야기 100편이 담겨 있다. 더 빨리 또는 더 높이 가려고 애쓰는 선수에게든 좋아하는 스포츠에 대해 더 알고 싶어 하는 팬에게든 흥미진진한 읽을거리가 가득한 이 책은 스포츠와 간단한 수학에 관심이 있는 모든 사람이 스포츠를 더 잘 이해하고 수학을 더 재미있게 공부하는 데 도움이 될 것이다.
이 책의 저자인 존 D. 배로는 케임브리지 대학의 교수이자 영국 왕립학회 회원, 밀레니엄 수학 프로젝트의 책임자이기도 한 베스트셀러 작가이다. 또한 케임브리지 클레어 홀(Clare Hall) 칼리지 연구원, 영국 왕립학회 회원으로도 활동하고 있으며 영국 왕립 글래스고 철학회 켈빈 메달(1999), 영국 왕립 협회 마이클 패러데이 상(2008)을 수상하는 등 다방면에서 활동하며 저명한 수학자로서 명성을 떨치고 있다. 물리학, 천문학, 수학의 발전 과정을 역사적·철학적·문학적으로 광범위하게 탐구해온 저자는 이 책에서 다양한 스포츠 속에서 마주할 수 있는 수학적 법칙은 물론 과학 원리까지 쉽고 재미하게 들려준다. 독자들은 스포츠를 보면서 왜 그런 규칙을 적용하는지, 왜 점수를 그렇게 계산하는지 의문이 들었지만 미처 알지 못했고 보지 못했던 궁금증을 쉽게 풀어주는 글을 읽으며 새삼 우리가 흔히 보고 즐기는 스포츠 속에 수학 법칙이 숨어 있었다는 놀라운 사실을 깨닫게 될 것이다.
양궁 선수들처럼 활을 쏘려면? 고지대일수록 유리한 종목은?
스포츠를 보며 느낀 의문을 수학적으로 명쾌하게 풀어준다!
우사인 볼트가 원래 단거리 선수가 아니었다는 사실을 아는가? 볼트의 코치는 전력질주 속도를 높이려고 한 시즌 동안 볼트에게 100m 달리기를 시키기로 했지만 그가 이 종목에서 두각을 나타낼 줄은 몰랐다. 설마 저렇게 덩치 큰 애가 100m 선수가 되겠어? 하지만 수학적으로 추산해본 결과 볼트는 애써 더 빨리 달리지 않아도 앞으로 100m 기록을 더 줄일 수 있다니 놀랍지 않은가!
역대 가장 기묘한 축구 경기는? 1994년 셸 캐리비언컵에서 그레나다와 바베이도스가 맞붙은 악명 높은 경기일 것이다. 최소 두 골 차로 이겨야만 본선 진출권을 얻을 수 있었던 바베이도스는 2 대 1로 경기가 끝날 것 같자 자기네 골대로 골을 넣어 2 대 2 동점을 만들었다. 연장전에서 골든골을 두 골로 인정하기로 한 대회 규칙 때문이었다. 결과는 어떻게 되었을까? 바베이도스는 연장전에서 골든골을 넣어 본선에 진출했다!
동전 던지기가 운동 경기의 온갖 문제를 해결해줄까? 동전은 앞면이 나올 확률과 뒷면이 나올 확률이 똑같은 만큼 완전히 무작위적이며 공평하다고 여겨진다. 하지만 이는 동전을 던지는 사람이 동전이 앞면인지 뒷면인지 모를 때 얘기다. 동전을 던지면서 회전을 시키느냐 시키지 않느냐에 따라 결과가 달라진다.
이 밖에도 선수가 약물을 복용했는지 알아내는 방법, 왜 삼세판을 하는지, 높이뛰기와 무게중심, 체공 시간을 늘리는 방법, 카드를 경제적으로 모으는 방법, 왼손잡이 대 오른손잡이, 최고의 장대높이뛰기, 우승 후보마와 배당률, 실격당할 확률, 평영 선수들이 물의 항력을 극복하는 방법, 윈드서핑을 잘하려면, 왜 여자 육상 경기에서는 세계 신기록이 나오지 않을까, 휠체어 경주에서 중요한 것은, 소수성 폴리우레탄 수영복을 금지한 이유, 원반던지기와 바람의 관계, 곡 득실차가 최선인지, 바람의 도움을 받은 마라톤, 암표상이 합병하면, 베컴처럼 바나나킥, 고양이와 하이다이빙의 공통점, 통통 튀는 슈퍼볼 등 운동 종목뿐 아니라 스포츠와 관련된 다양한 이야기가 이 한 권에 담겨 있다. 아는 만큼 보인다고 했듯이 알고 보면 더 재미있는 스포츠 지식을 얻으며 수학 지식도 쌓는 두 가지 효과를 이 책에서 기대할 수 있다.
책 속으로
당신이 코치나 선수라면 해당 종목을 더 잘 이해하는 데 수학적 관점이 어떻게 도움이 되는지 조금은 알게 될 것이다. 당신이 관객이나 해설자라면 수영장, 실내외 경기장, 트랙 또는 도로에서 일어나는 일을 더 깊이 이해하게 되길 바란다. 당신이 교육자라면 수학과 과학의 여러 측면을 가르칠 때 흥미를 돋울 예, 수학과 체육이 상극인 학과목에 불과하다고 생각하던 이들의 시야를 넓혀줄 예를 발견할 것이다. 당신이 수학자라면 자신의 전문지식이 인간 활동의 다른 분야에도 얼마나 중요한지 알게 되어 뿌듯해질 것이다.
-<프롤로그>에서
소수의 혼손잡이와 양손잡이는 차치하고 운동선수들 중 90%는 오른손잡이이고 10%는 왼손잡이라고 가정해보자. 권투, 야구, 크리켓, 펜싱, 유도 같은 스포츠에서 오른손잡이 선수와 왼손잡이 선수가 서로 맞닥뜨리면 어떻게 될까? 오른손잡이 선수들은 시합의 90%에서는 오른손잡이 상대편을 만나고, 시합의 10%에서만 왼손잡이와 겨루는 비교적 익숙지 않은 경험을 할 것이다. 반면 왼손잡이 선수들은 시합의 90%에서 오른손잡이를 만날 것이므로 오른손잡이를 이기는 데 필요한 요령을 많이 체득할 것이다. 오른손잡이들은 왼손잡이를 이기는 데 필요한 요령을 그만큼 체득하지 못할 것이다. 왼손잡이들은 시합의 10%에서만 다른 왼손잡이와 겨루는 익숙지 않은 경험을 하겠지만 맞붙는 두 왼손잡이 중 어느 한쪽도 상대보다 불리한 상황에 있지 않을 것이다. 따라서 전반적으로 오른손잡이 대 오른손잡이 시합과 왼손잡이 대 왼손잡이 시합은 대등하게 펼쳐지지만 왼손잡이 대 오른손잡이 시합은 그런 시합 경험이 더 많은 왼손잡이에게 유리하다.
-<024. 왼손잡이 대 오른손잡이>에서
평영은 선수들이 물에서 어느 정도 일정한 속도로 나아가지 않는다는 점에서도 독특하다. 물의 항력은 언제나 선수의 속도가 줄어들도록 작용한다. 물의 항력이 상당한 이유는 그 힘이 선수의 속도에 비례하기 때문, 즉 선수가 빨리 갈수록 커지기 때문이다. 선수들이 스트로크 전반에 물을 뒤로 보내 만들어내는 추진력이 그들을 가속하지만 곧 감속을 유발하는 힘과 맞부딪치게 된다. 그런 감속력이 발생하는 것은 선수들이 다음 스트로크를 준비하려고 팔을 앞으로 가져가며 무릎을 당겨 올려서 물을 앞으로 보내기 때문이다.
-<043. 평영 선수들은 물의 항력을 어떻게 극복하지?>에서
군중의 밀도가 점차 증가하면 그들이 앞으로 나아가는 속도가 줄어들고 옆으로 가보려는 시도도 나타날 것이다. 그런 시도를 하는 사람들은 그렇게 하면 전반적인 전진 속도가 빨라질지도 모른다고 생각한다. 이는 도로가 꽉 막히고 차들이 거북이걸음을 하는 교통 체증 상황에서 차선을 변경하는 운전자들의 심리와 똑같다. 두 경우 모두 그러면 잔물결이 그런 혼잡한 상황 곳곳으로 퍼져 나가서 어떤 이들은 속도를 늦추게 되고 어떤 이들은 옆으로 이동해 누군가에게 자리를 내주게 된다. 그런 일련의 단속적인 물결은 군중 속으로 빠르게 전파된다. 그런 물결은 그 자체로 꼭 위험한 것은 아니지만 매우 위험한 일이 갑자기 일어날 가능성을 암시한다.
-<059. 군중의 광기>에서
축구 선수들이 어려서부터 숙달하려고 애쓰는 기술 중 하나가 ‘바나나킥’이다. 축구를 잘 모르는 사람들을 위해 설명하면 이는 공이 공중에서 갑자기 방향이 바뀌도록 공을 차는 기술을 말한다. 이 기술은 상대편 수비수와 골키퍼를 속이는 데 유용하며 상대편 페널티에어리어 가장자리 근처에서 프리킥을 하게 됐을 때 특히 효과적이다.
-<090. 베컴처럼 바나나킥>에서
