[최종편] 쭈갑 봉돌, 해석으로 최적의 형상을 찾아라!

최근 봉돌 낙하 실험(1편)에 이어, 이번에는 '빠른 낙하'와 '바닥을 읽기 편한 구조'를 함께 잡을 수 있는 봉돌 형상을 찾아봤습니다.

형상 아이디어 6가지(유선형 물방울 · 롱 불렛 · 킬 다트 · 숏 타원(세로 홈) · 스파이럴(나선 홈) · 비대칭 하단중심)에
컴퓨터가 찾은 형상 1가지를 더해, 모두 표준 20호(75 g) 납으로 맞추고 떨어지는 속도 · 옆 조류 · 기울기 · 바닥 박힘을 계산했습니다.
로켓 · 미사일 · 비행기가 저항을 줄이는 방법(코 · 꼬리 · 길이), 골프공 딤플과 상어 비늘 리블렛, 나선 · 스크류 · 토네이도 모양, 재료(납 · 쇠 · 텅스텐),
그리고 봉돌이 뻘에 닿을 때 뻘이 튀고 물이 흐려지는 모습까지 같은 조건으로 따져 봤습니다.

■ 목차
0:00 하이라이트
0:24 오프닝 — 두 마리 토끼
1:24 퀴즈 셋
1:51 로켓 · 미사일 기법과 딤플 · 리블렛
3:58 형상 6가지 · 시험 방법
4:31 ① 유선형 물방울(기준)
5:47 ② 롱 불렛
6:56 ③ 킬 다트
8:25 ④ 숏 타원(세로 홈)
9:23 ⑤ 스파이럴(나선 홈)
10:49 ⑥ 비대칭 하단중심
11:51 옆에서 미는 조류
12:53 누가 덜 박히나 · 뻘물
14:11 ⑦ 컴퓨터가 찾은 형상
15:48 재료 — 납 · 쇠 · 텅스텐
16:53 두 순위표
17:48 한 장 정리
18:00 다음 영상

■ 결론 — 순위표 두 개
① 누가 제일 빠르냐(에기 채비 20 m · 물살 없음): 롱 불렛 10.1초 · 킬 다트 10.4초 · 컴퓨터 형상 10.5초 · 스파이럴 10.9초 · 숏 타원 11.1초 · 비대칭 11.6초 · 물방울 11.7초
② 누가 덜 박히냐(무른 뻘 · 뻘 알갱이 계산 ~ 박힘 계산식): 물방울 2.1~2.8 cm · 비대칭 2.1~2.8 cm · 숏 타원 2.5~3.4 cm · 컴퓨터 형상 2.6~4.1 cm · 스파이럴 2.7~3.7 cm · 킬 다트 3.8~6.1 cm · 롱 불렛 4.6~7.9 cm
→ 형상 6가지는 빠른 순서와 덜 박히는 순서가 정반대였습니다. 깊이 박혀도 빨리 내려가는 것, 느려도 덜 박히는 것 — 둘 다 사실이라 형상과 속도를 함께 보고 고르시면 됩니다.
→ 조류 1노트: 스풀을 자유롭게 풀면 착저 시간은 거의 같고 옆으로 5.6~6.4 m 흘러갑니다. 엄지로 줄 풀림을 초속 1.2 m 이하로 누르면 모두 16.7~16.9초로 모여 형상 차이가 0.2초로 줄어듭니다.

■ 컴퓨터가 찾은 형상(⑦)
- 컴퓨터로 여러 모양을 계산해, 빠르면서 덜 박히는 쪽에서 균형이 맞는 모양을 골랐습니다.
- 계산 값이 한 값으로 모이지 않고 흔들려, 에기 채비 시간은 10.4~10.6초 범위로 봐야 합니다.
- 계산 방법에 따라 꼬리 뒤 흐름이 크게 달라, 실물로 확인해 봐야 할 후보입니다.

■ 로켓 · 미사일 · 비행기의 저항 줄이기를 봉돌에(같은 20호 납 · 한 번에 한 부분씩)
- 코: 둥근(타원 · 반구) 코가 가장 작았고, 뾰족한 원뿔 코는 12 % 불리(원뿔 코는 소리보다 빠른 비행에 맞춘 모양) · 평평한 코는 5.1배
- 꼬리: 평평하게 자른 꼬리 → 8°로 길게 줄인 꼬리(미사일 꼬리)에서 0.33배 · 같은 무게라 몸 길이가 39 → 68 mm 로 길어짐
- 길이: 가늘고 길수록 저항이 크게 줄다가, 길이가 지름의 5배쯤부터는 거의 그대로
→ 가장 크게 줄인 것은 '가늘고 길게 + 꼬리를 완만하게'. 코는 둥글기만 하면 차이가 작았습니다.

■ 딤플 · 리블렛(표면)
- 골프공 딤플: 공의 저항을 절반 넘게 줄이지만 레이놀즈 수 약 9만 이상에서 켜집니다(Choi · Jeon · Choi 2006, Physics of Fluids 18, 041702). 20호 봉돌이 떨어질 때 레이놀즈 수는 약 3만 안팎이라 두세 배 빨라야 합니다.
- 리블렛: 거친(난류) 흐름의 마찰만 최대 9.9 % 줄입니다(Bechert 외 1997, J. Fluid Mech. 338, 59–87). 계산에서 봉돌 둘레는 대부분 매끈한(층류) 흐름이었습니다.
- 표면 흐름을 처음부터 거칠게 가정한 계산(딤플이 노리는 일): 공은 크게 줄었지만 물방울 · 막대 · 가늘고 긴 몸은 조금만 줄었고, 다이아는 오히려 늘었습니다.
실제 홈을 판 계산이 아니고 줄어드는 크기는 최대치입니다. → 이미 물을 잘 가르는 봉돌은 딤플로 얻을 몫이 작습니다.

■ 나선 · 스크류 · 토네이도(매끈한 몸 = 1 · 돌게 둠)
- 저항 1.4~2.2배(나선 골 1.38 · 스크류 날개 1.91 · 토네이도 깔때기 + 나선 골 2.16 · 촘촘한 나선 골 2.22) · 20 m 에 65~142바퀴 → 도래가 받아 주지 못하면 원줄 꼬임

■ 재료(같은 75 g · 같은 물방울 모양)
- 부피: 쇠 1.44배 · 텅스텐 0.63배
- 에기 채비 착저: 쇠 12.5초 · 납 11.7초 · 텅스텐 11.0초
- 무른 뻘 박힘(뻘 알갱이 계산 · 박힘 계산식): 쇠 1.6 · 2.1 cm · 납 2.1 · 2.8 cm · 텅스텐 2.7 · 4.1 cm → 텅스텐은 납보다 1.3~1.5배 깊이(롱 불렛도 같은 순서: 4.1 · 4.6 · 5.5 cm)
- 재료마다 다시 줄 세워도 균형점은 세 재료 모두 ⑦ 과 거의 같은 모양
- 재료가 손끝에 전하는 느낌(감도)은 계산하지 않았습니다.

■ 뻘이 튀고 물이 흐려지는 장면(1편의 물방울 · 다이아 · 막대)
- 닿는 순간 봉돌 아래에서 옆으로 빠져나가는 물이 바닥을 쓰는 힘: 막대 43 · 물방울 27 · 다이아 22 Pa
↔ 서해 갯벌 뻘이 깎이기 시작하는 힘 0.1~0.2 Pa(Ha · Ha · Seo · Choi 2018, Environmental Pollution 241, 468–474 · Ha & Ha 2021, Frontiers in Marine Science 8, 695845) → 100배 넘음
- 뻘이 튀는 모습 · 흙탕 구름은 계산한 힘을 바탕으로 그린 것 — 구름의 양 · 퍼지는 빠르기는 어림(연출)

■ 이 영상의 실험은 '계산(시뮬레이션) 실험'입니다
- 실물 수조 · 현장 실험이 아니라 물리 계산 프로그램으로 조건을 하나씩 바꿔 본 결과입니다.
- 3D 화면 = 계산 결과를 그린 렌더입니다. AI 생성 영상이 아닙니다. (형상 소개 돌림판 · 카메라 움직임 · 느린 화면은 보기 쉽게 한 연출)
- 봉돌마다 실제 계산 화면을 녹화해 넣었습니다. 촬영용 화면은 시간만 짧게 다시 돌린 것이고, 빨리 감은 배율은 화면에 적었습니다.

■ 실험 조건
- 봉돌: 표준 20호 = 75 g 납 · 길이 100 mm 이하 · 1편과 같은 도래 · 핀도래
- 채비: 수심 20 m · 0.8호 합사 · 에기 2.5호 1개 · 단차 20 cm · 가지 30 cm

■ 가정(계산에 넣지 않은 것)
- 평평한 바닥 · 파도 · 배 흔들림 없음 · 에기 천 · 틴셀 미반영 · 조류는 수심 전체 같은 빠르기
- 바닥 계산은 몸통 모양 기준(날개 · 홈 · 쏠림 · 회전이 박힘에 주는 효과는 넣지 않음)
- 엄지 견제는 '줄 풀림 초속 1.2 m 이하'로 가정

■ 한계와 읽는 법
- 숫자는 이 조건의 값입니다. 다른 봉돌 무게 · 수심 · 바닥에서는 달라질 수 있고, 순서(경향)를 보시는 것이 맞습니다.
- 뻘 박힘 깊이는 뻘이 얼마나 끈적한지에 따라 크게 달라집니다(1.7~2.1배). 덜 박히는 순서는 계산 방법 · 바닥(뻘 · 모래)을 바꿔도 같았습니다.
- 실물 수조 확인은 하지 않았습니다.

■ 자주 묻는 질문
- AI 영상인가요? → 아니요. 계산 결과를 그린 3D 이고, 봉돌마다 계산 화면도 함께 보여 드렸습니다.
- 원하는 결과를 만들 수 있지 않나요? → 조건 · 가정을 적었고, 예상과 다른 결과(조류 1노트에서 가는 봉돌이 더 느려지지 않음 · 컴퓨터 형상의 3D 와 실제 빠르기 계산이 다름 · 표면 흐름 가정에서 가늘고 긴 몸이 예상과 달리 조금 줄어듦)도 그대로 밝혔습니다.
- 딤플을 파면 빨라지나요? → 봉돌 빠르기에서는 기대하기 어렵습니다(딤플이 켜지려면 두세 배 빨라야 하고, 이미 물을 잘 가르는 모양은 줄어들 몫도 작음).
- 텅스텐이 더 좋은가요? → 같은 무게면 가장 빨리 내려가지만, 무른 뻘에는 납보다 1.3~1.5배 깊이 박힙니다.

나레이션은 AI 음성(기계 생성)입니다.

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