푸쉬업 팔굽혀펴기의 돌림힘에 의한 역학적 원리

이 글을 읽으면 돌림힘으로 푸쉬업의 강도조절을 하는 방법을 알게 될 것이다.  

어렵게 생각하지 말자.

어차피 이 글을 읽으면 자동으로 이해하게 될 수 밖에 없다.

 

팔굽혀펴기 즉 푸쉬업은 중력과 자신의 체중, 돌림힘을 이용한 역학적 운동이라고 볼 수 있다.

 

"아... 뭔 푸쉬업에 중력이야..." 라고 생각하며 벌써 나가려고 했는가?

내가 아까 뭐라고 했는가? 이 글을 읽기만 하면 자동으로 이해된다고 했다.

어려워하지 말자. 전혀 어렵지 않다.

 

그전에 돌림힘에 대해 알고있다면 이 글을 읽을 수 있지만

돌림힘이 무엇인지 모르겠다면

돌림힘 토크 3가지만 알면 끝난다 여기에 정리해 두었으니 읽어보자. 너무 쉽게 이해 될 것이다. 

 

먼저 돌림힘(토크,모멘트 같은말이다.) 은 결정된다. 3가지 요소에 의해서 말이다.

1. 시소를 누르는 힘의 크기 F가 커지면 돌림힘 τ이커지고

2. 중심점으로부터의 거리 r가 늘어나면 돌림힘 τ이 커지고

3. 시소를 누르는 힘의 각도 sinθ가 수직일 수록 돌림힘 τ이 커진다.

 

공식으로 요약하면,

τ=F r sinθ 

 

이 공식이 푸쉬업에서는 이렇게 적용된다.

1. 체중이 많이 나갈수록 중력F가 커져서 - 푸쉬업의 강도τ가 올라간다.   

2. 중심점으로부터 힘받는 지점(사람의 경우 골반)까지의 거리r를 길게 할수록 - 푸쉬업의 강도τ가 올라간다.

3. 중력이라는 힘F를 받는 각도sinθ가 수직일수록 - 푸쉬업의 강도τ가 올라간다. 

 

돌림힘τ = 내가받는 중력F x 중심점으로부터 골반까지의 거리r x 중력을 받는힘의 각도sinθ 

 

그럼 이 3가지로 푸쉬업의 강도가 어떻게 달라지는지 알아보겠다.

가자.

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여기 시소가 있다.

 

 

 

여기서 시소의 왼쪽전체를 잘라보겠다.

그럼 이렇게 된다.

 

 

이렇게 시소가 한쪽 잘리면 어떻게 될까?

 

시소는 당연히 오른쪽으로 기운다.

 

이렇게 시소가 오른쪽밖에 안남아 있어서 오른쪽으로 기우는 상황은 평소에도 확인할 수 있는 매우 당연한 사실이다.

 

사실 시소가 돌아가는 이유는 중력이라는 힘F 에 의해 오른쪽으로 돌아가게 되는 것이다. 

 

이렇게 시소가 오른쪽밖에 안남아서 오른쪽으로 기우는 상황에서

 
시소를 손으로 밀어 살짝 세워보겠다.

그럼 이렇게 된다.

 

 

 

이 상황에서 시소에서 손을 때면 시소는 오른쪽바닥을 향해 기울어 질것이다.

즉, 중력이라는 힘F 에 의해 오른쪽으로 돌아가게 되는 것이다. 

이것은 마치

사람이 넘어질때의 상황과 매우 똑같지 않은가?

 

한번 사람을 보자

 

 

어떤가? 시소와 매칭이 좀 되는가?

이런 상황이면 위에서 보았던 시소가 오른쪽으로 기울어지는 것과 같이 사람역시 오른쪽으로 기운다.

더 정확히 말하면 사람역시 중력에 의한 힘F에 의해 오른쪽으로 돌아간다.

 

이해 되었으면 좀 더 심화해서 돌림힘으로 이 상황을 하나씩 분석해보자.

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1. 시소를 누르는 힘의 크기

 

시소는 중력이라는 힘F에 의해 돌아간다.

시소를 누르는 중력이라는 힘F의 크기가 커질수록 당연히 돌아가는 힘도 강해진다.

그림으로 보자.

 

 

 

시소가 받는 중력, 즉 힘F의 크기는 

시소의 질량 x 중력가속도10 = 시소가 받는 중력에 의한 힘F의 크기가 나온다.

시소를 5kg이라고 하겠다. 5kg x 10 = 시소가 받는 힘 F 50

 

시소는 50이라는 힘F으로 인해 돌아가고 있는 것이다.

 

그렇다면 사람을 보자.

 

사람도 중력라는 힘F에 의해 돌아간다.

사람을 누르는 중력이라는 힘F의 크기가 커질수록 당연히 돌아가는 힘도 강해진다.

 

 

 

사람이 받는 중력, 즉 힘F의 크기는

힘F는 자신의 체중 x 10을 하면 나온다.

나는 75kg x 10=750 이 된다.

 

나는 750의 힘F으로 인해 돌아가고 있는 것이다.

 

 

이 상황에서 팔만 땅을 짚어주면 푸쉬업이된다.

그렇다면 나의 팔은 750이상의 힘을 사용하여 푸쉬업을 하고 있는 것이다.

만약 팔이 지쳐서 밀어내지 못한다면 팔에는 750이하의 힘을 가지고 있는 것이다.

즉 약하다는 소리다.

 

여러분은 몇의 힘을 사용하여 푸쉬업을 하고 있는가?

자신의 체중 x 중력가속도 10을 해서 

자신이 몇의 힘을 받고 있는지 알아보자. 

 

몸을 두팔로 밀어올리는 푸쉬업은 체중이 무거울수록 큰힘을 받으므로

체중이 많이 나가는 사람이 두팔로 몸을 밀어올리는 것이 더 힘이 많이 들어간다.

 

체중이 많이 나갈 수록 푸쉬업이 힘들다. 즉, 강도가 더 강하다.

 

정리하면,

체중이 많이 나갈수록 중력F가커져서 - 푸쉬업의 강도τ가 올라간다.   

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2. 중심점으로부터의 거리

 

중심점으로부터의 거리r가 멀수록 돌아가는 힘τ은 커진다.

 

중심점으로부터 시소가 힘을 받는 지점까지의 거리r을 알면된다.

 

 

 

그림상에서는 1m이라고 볼 수 있다.

 

그렇다면 시소는

중심점으로부터의 거리1m x 시소가 받는 힘50 = 50 돌림힘

이 된다.

시소는 50 돌림힘을 받고있는 것이다. 시소는 50의 힘으로 돌아간다.

 

나를 보자.

내가 힘을 받는지점은 골반이다.

중심점으로부터 내가 힘을 받는 지점인 골반까지의 거리를 보자.

 

 

 

1m 정도 된다.

 

그렇다면 나는 

중심점으로부터 골반까지의 거리1m x 내가받는 힘750 = 750 돌림힘

이 된다.

나는 750의 돌림힘을 받고 있는 것이다. 나는 750의 힘으로 돌아간다.

 

750의 돌림힘을 내 두팔에서 이겨내면 몸이 위로 올라갈 것이다.

하지만 750보다 내 두팔이 약하다면 몸은 땅으로 떨어질 것이다.

 

자, 그럼 중심점으로부터 골반까지의 거리를 늘려 보겠다.

발끝의 각도를 살려주면 

 

 

 

그림에서 보는 것처럼 발의 길이 만큼

중심점으로부터 골반까지의 거리가 늘어나게된다.

발의 길이는 0.275m가 늘어났다. 기존 1m + 발의 길이0.275m= 1.275m

그러므로

중심점으로부터 골반까지의 거리1.275m x 내가받는 힘 750 = 956.25 돌림힘

이 된다.

나는 956.25의 돌림힘을 받고 있는 것이다.

 

이렇게 중심점으로부터의 거리를 늘리면 돌림힘이 강해져서 푸쉬업의 강도가 올라가는 것이다.

푸쉬업을 할때 강도를 올리고 싶다면 중심점으로부터 골반까지의 거리를 늘려보자.

기울이기 푸쉬업은 이런 원리로 강도가 올라가는 것이다.

 

한번 직접 행동해보자.

정말 푸쉬업의 강도가 월등히 올라간 것을 느낄 수 있다.

 

정리하면,

중심점으로부터 힘받는 지점(사람의 경우 골반)까지의 거리r를 길게 할수록 - 푸쉬업의 강도τ가 올라간다.

 

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3. 시소를 누르는 힘의 각도

 

시소를 누르는 힘의 각도가 수직일수록 돌림힘은 커진다.

 

돌림힘 토크 3가지만 알면 끝난다 글에서도 설명했던 내용이다.

 

중력이라는 힘F는 항상 수직으로 존재하는 힘이다.

 

아까 보았듯이 아래 그림처럼

 

 

 

시소가 이정도 각도에 있을때는

사람이

 

 

 

이정도 각도에 있을때와 같은 상황이다.

 

둘다 중력이라는 힘F를 받는 각도가 거의 수직이다.

그러므로 돌림힘이 매우강한 상태이다.

 

이상황을 어디서 보지않았는가?

푸쉬업을 깊게 내려갔을때와 같은 상황이다.

푸쉬업이 깊게 내려갔을때 힘든이유가 바로 이것이다.

중력이라는 힘F가 사람에대해 거의 수직으로 작용하기 때문에

돌림힘이 매우 강해져서 힘든것이다.

 

 

이번에는 사람을 조금만 세워보겠다.

 

 

 

 

이렇게 하면 중력이라는 힘F가 사람에 대해 아까보다는 덜 수직이다.

그러므로 돌림힘이 아까보다는 약해졌다.

그러므로 푸쉬업의 강도가 약해지게된다.

 

이 각도 어디서 많이 보더 푸쉬업 각도아닌가?

 

바로 공원 의자를 잡고 푸쉬업하는 각도이다.

왜 공원의자같이 높은 곳을 푸쉬업을 하면 조금더 쉬워지는지 알겠는가?

 

땅을 집고하는 푸쉬업보다

벤치같은 곳을 잡고하는 푸쉬업이 돌림힘이 약하므로

푸쉬업의 강도가 약해지는 것이다.

 

이제 감이 좀 잡히는가?

 

그렇다면 마지막으로 사람은 완전히 세워보겠다.

 

 

 

그렇다면 위 그림처럼 중력이라는 힘F는 사람에 대해 완전 수평으로 작용하고있다.

힘F는 사람에 대해 수직으로 작용하는 힘이 아예 없는 것이다.

 

그러므로 돌림힘τ은 아예없고 그러므로 사람은 땅쪽으로 돌아가지 않는다.

푸쉬업의 강도는 아예없다.

 

위 사람의 그림은 마치 시소가 

 

 

 

이렇게 세워져있으면 안돌아가는 것, 즉 안기울어지는 것과 마찬가지이다.

 

이상황에 눈에 보이지 않는 중력,즉 힘F를 표시하면 아래그림처럼 된다.

 

 

 

그림처럼 시소가 세워져있어도 안돌아가는 이유는

힘F가 시소에 대해 완전 수평으로 작용하고 있는 것이다.

즉, 힘F는 시소에 대해 수직으로 작용하는 힘이 아예 없는 것이다. 

 

그러므로 돌림힘τ은 아예없고 그러므로 시소는 땅쪽으로 돌아가지 않는다.

그래서 시소가 안돌아가는 것이다.

 

정리하면,

푸쉬업의 강도를 올리고싶다면

내 몸의 각도를 중력이라는 힘F에 대해 수직으로 세팅 할수록 강도높은 푸쉬업을 할 수 있다는 것이다.

 

어려운말로 중력이라는 힘F를 받는 각도sinθ가 수직일수록 - 푸쉬업의 강도τ가 올라간다. 

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마무리.

1. 체중이 많이 나갈수록 중력F가 커져서 - 푸쉬업의 강도τ가 올라간다.   

2. 중심점으로부터 힘받는 지점(사람의 경우 골반)까지의 거리r를 길게 할수록 - 푸쉬업의 강도τ가 올라간다.

3. 중력이라는 힘F를 받는 각도sinθ가 수직일수록 - 푸쉬업의 강도τ가 올라간다. 

 

돌림힘τ = 내가받는 중력F x 중심점으로부터 골반까지의 거리r x 중력을 받는힘의 각도sinθ 

 

이 원리는 인버티드 로우에도 똑같이 적용이 된다.

푸쉬업을 하면서 돌림힘의 원리를 떠올리자. 그렇다면 모든 운동을 돌림힘으로 분석할 수 있다.

이 글에서 배운 돌림힘의 적용은 모든운동에 있어서 활용도가 매우 높다.

또한, 인체의 관절과 뼈의 움직임을 분석할 수 있는 아주 중요한 내용이된다.

 

앞으로 많이 써먹길 바란다. 엄청난 운동수행능력 발전과 운동에 대한 통찰력을 가지게 될 것이다.

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긴글 읽어주셔서 감사합니다. 푸쉬업을 하면서 푸쉬업을 돌림힘의 원리로 생각해보세요. 그리고 인버티드 로우도 적용해보세요. 푸쉬업상태에서 몸통을 하늘로 돌린것일 뿐, 돌림힘의 원리는 똑같이 적용됩니다.