난 중학교 3때 2016년에 열린 리우올림픽을 가족들과 집에서 보면서 이상한 점을 발견하게 되었다.
"어? 왜 육상선수들 시작 지점이 서로 다르지?", "바깥쪽에서 도는 사람이 앞에서 먼저 뛰는데도 거리가 더 멀은 것 같네?"하면서 되게 이상하게 느껴졌던 적이 있다.
육상선수들의 시작 지점이 다른 이유와 선수들 트랙이 서로에게 합리적인 거리인지에 대한 궁금증은 우리가 중학교 때 배운 간단한 원의 둘레 공식을 이용해서 의문점을 해결할 수 있다 .
우선 원의 둘레 공식을 활용하기 전에 육상 트랙먼저 살펴보자
위 사진에는 임의의 400M육상 트랙이 있다.
첫번째 선수는 파란색 두번째 선수는 빨간색 트랙을 돈다고 가정해보자.
그럼 이 둘이 서로 경기를 400M 육상 진행한다고 하였을때 누가 유리할까 ?
당연히 두번째 선수가 거리적으로 유리해보인다
그렇다면 첫번째 선수와 두번째 선수가 서로 합리적으로 경기를 진행 하려면 어떻게 해야 할까?
우선 직선 코스는 서로 동일한 거리를 뛰므로 직선코스는 제외하고 곡선 코스를 생각해보자
위 그림은 선수들의 곡선코스 트랙을 길게 늘어트렸을 때의 그림이다.
L1은 첫번째 트랙(바깥쪽, 파란색)을 도는 선수의 이동 거리이고, L2는 두번째 트랙(안쪽, 빨간색)을 도는 선수의 이동거리이다. 이 두 선수의 이동경로의 차이는 아래 식을 통해서 알 수 있다.
선수들의 이동경로를 계산하기 위해서는 원의 둘레이기 때문에 원의 둘레 공식을 이용해 L1과 L2를 구한 후 이 둘의 차를 구해주면 두번째 선수가 첫번째 선수보다 2𝝅x만큼 더 뛴다는 사실을 알 수 있다. x는 두 레일 사이의 거리이다.
실제 육상 선수들이 뛰는 트랙의 실제 레인 폭(x)은 1.22m임으로 두번째 선수는 첫번째 선수보다 약 7.67m를 더 뛰는 셈이다. 이는 불합리적이기 때문에 두 선수가 합리적으로 뛰려면 첫번째 선수보다 약 7.67m 앞에서 뛴다면 두 선수는 합리적으로 경기를 진행 할 수 있다.
결론적으로 400M 육상선수들이 시작지점이 서로 다른 이유는 합리적으로 뛰기 위함임을 알 수 있었고, 선수간의 시작지점 거리의 차이는 약 7.67m, 1번주자 부터 8번주자까지의 총 거리가 약 53.7m임을 알 수 있었다.
출처)
EBS-육상트랙의 비밀
terms.naver.com/entry.nhn?docId=2449175&cid=51640&categoryId=51640
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