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문제 정의
- 더구나 전후, 좌우 수평성분에는 어떠한 차이가 있는지는 더 알기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 롱 아이언(long iron), 미들(middle) 아이언, 숏(short) 아이언 등으로 클럽(club)이 바뀜에 따라 지면 반력에 어떠한 변화가 있는지를 규명해 보고자 한다.
- 본 연구는 골프 스윙 시 클럽의 길이가 길어짐에 따라 지면에 가해지는 힘에 어떠한 변화가 있는지를 알아보기 위해 수행되었다. 본 연구를 통해 얻어진 결과는 다음과 같다.
제안 방법
- 힘 자료는 피험자의 체중으로 나누어 정규화(normalize)하였으며, 모멘트 자료는 체중으로 나눈 후 1000을 곱하여 정규화 하였다. 각 클럽별로 10개의 이벤트 값을 평균하여 구한 후, 이를 그래프로 그려 클럽별 차이를 비교하였다. 이러한 자료처리 작업은 수학 전용 프로그램인 Mathcad(2005)를 이용하였다.
- 선택하여 분석한 변인은 전후, 좌우의 수평력과 수직력, 발바닥 압력중심(Center of pressure)위치의 수직축에 대한 프리모멘트(free moment)이다. 골퍼가 자신의 움직임을 이해하기에는 반작용력보다 작용력이 더 직관적이므로, 수평 성분들과 프리모멘트는 작용력과 작용력에 대한 프리모멘트로 방향을 변환하여 분석 고찰하였다. 프리모멘트는 발의 압력 중심 위치에 있는 수직축에 대한 모멘트이므로, 작용력에 의한 이 모멘트는 발이 비틀리는 방향과 크기를 알려준다.
- 그러나 족저압 측정기는 수직력 만을 측정할 수 있으며, 신발 바닥에 설치하는 센서의 비용 때문에 연구 목적 외에는 사용하기가 어려운 근본적인 한계가 있다. 따라서 상하, 전후, 좌우의 세 힘 성분과 양 발이 지면에 가하는 발의 압력 중심 위치도 측정할 수 있는 포스 플랫폼(force platfform)을 이용하였다. 피험자는 세미프로 1명을 포함한 프로 골퍼 3명으로 하였으며, 이들의 특성은 <표 1>과 같다.
- 스윙동작의 측정은 2대의 지면반력 측정기(AMTI force platform)가 바닥에 고정 설치된 실험실에서 하였으며, 스윙 동작은 두 대의 고속비디오 카메라(Photron PCI 500)를 전면에 설치하여 촬영하였다. 촬영 속도는 125 프레임, 노출시간은 1/1000초로 하였으며, 플랫폼의 자료는 1000 Hz로 샘플링 하였다.
- 실험에 사용된 클럽은 드라이버와 아이언 3, 5, 7번 클럽이었으며, 피험자들은 모두 같은 클럽을 이용하여 샷(shot)을 하였다. 스윙은 짧은 클럽부터 긴 클럽 순으로 하였으며, 피험자 별로 각 3회씩 스윙하여 피험자가 가장 만족하는 동작을 선택하여 분석하였다.
- kr))를 이용하였다. 이 장비는 자료 수집을 위해 버튼을 누르면 플랫폼의 13번 채널에 전압을 거는 동시에 촬영 위치의 바닥에 놓은 엘이디(LED)가 점등되도록 하였다.
- 임팩 전후의 최대력도 중요하지만 그 힘이 나타나는 순간도 중요하므로, 본 연구에서는 왼발 최대 수직력 대신에 이를 대치할 수 있는 이벤트의 두 곳 즉, 임팩 바로 직전인 클럽 수평상태(EN 6)와 임팩 순간(EN 7)의 수직력을 분석하였다. EN 6에서의 최대치를 실제 왼발의 최대치와 비교해 본 결과, 아이언 7번부터 드라이버 까지 각각 평균 0.
- 플랫폼 자료에서 각 이벤트의 시점을 찾기 위해 먼저 비디오 자료에서 각 이벤트의 프레임 시간을 측정한 후, 이를 근거로 플랫폼 자료에서 각 이벤트의 자료를 찾는 방법을 사용하였다. 즉 각 기기의 시간을 시작 시점 INI를 0시간으로 한 상대 시간으로 변환한 후, 변환된 비디오 자료의 이벤트 시간들에 해당하는 플랫폼 자료의 값을 선택하였다. 선택하여 분석한 변인은 전후, 좌우의 수평력과 수직력, 발바닥 압력중심(Center of pressure)위치의 수직축에 대한 프리모멘트(free moment)이다.
- 스윙동작의 측정은 2대의 지면반력 측정기(AMTI force platform)가 바닥에 고정 설치된 실험실에서 하였으며, 스윙 동작은 두 대의 고속비디오 카메라(Photron PCI 500)를 전면에 설치하여 촬영하였다. 촬영 속도는 125 프레임, 노출시간은 1/1000초로 하였으며, 플랫폼의 자료는 1000 Hz로 샘플링 하였다. 플랫폼과 카메라의 동조를 위해 동조 장비(비솔(www.
- 클럽 헤드(head)의 속도를 측정하기 위해 헤드에 반구형의 반사 마커((reflective marker)를 부착하였으며, 피험자의 발에도 3개의 반사 마커를 부착하여 발의 위치를 계산할 수 있도록 하였다. 골프 클럽의 샤프트(shaft)와 솔(sole) 부분은 조명에 의한 반사를 방지하기 위해 검은 색 페인트를 스프레이로 도포하였다.
- 플랫폼 자료에서 각 이벤트의 시점을 찾기 위해 먼저 비디오 자료에서 각 이벤트의 프레임 시간을 측정한 후, 이를 근거로 플랫폼 자료에서 각 이벤트의 자료를 찾는 방법을 사용하였다. 즉 각 기기의 시간을 시작 시점 INI를 0시간으로 한 상대 시간으로 변환한 후, 변환된 비디오 자료의 이벤트 시간들에 해당하는 플랫폼 자료의 값을 선택하였다.
- com)을 이용하였다. 플랫폼의 자체 좌표계는 케이블의 반대방향이 Y축, 지면아래 수직방향이 Z축으로 되어 있으나, 분석의 편의를 위해 스윙이 진행되는 목표 방향을 Y축, 수직 상방이 Z축이 되도록 좌표 변환을 하여 분석하였다<;그림 1>. 따라서 스윙하는 골퍼를 기준으로 좌우방향은 Y축이며 좌측이 + 방향, 전후는 X축이며 앞이 + 방향이 된다.
- 힘 자료는 피험자의 체중으로 나누어 정규화(normalize)하였으며, 모멘트 자료는 체중으로 나눈 후 1000을 곱하여 정규화 하였다. 각 클럽별로 10개의 이벤트 값을 평균하여 구한 후, 이를 그래프로 그려 클럽별 차이를 비교하였다.
대상 데이터
- 실험에 사용된 클럽은 드라이버와 아이언 3, 5, 7번 클럽이었으며, 피험자들은 모두 같은 클럽을 이용하여 샷(shot)을 하였다. 스윙은 짧은 클럽부터 긴 클럽 순으로 하였으며, 피험자 별로 각 3회씩 스윙하여 피험자가 가장 만족하는 동작을 선택하여 분석하였다.
- 피험자는 세미프로 1명을 포함한 프로 골퍼 3명으로 하였으며, 이들의 특성은 과 같다.
이론/모형
- 각 클럽별로 10개의 이벤트 값을 평균하여 구한 후, 이를 그래프로 그려 클럽별 차이를 비교하였다. 이러한 자료처리 작업은 수학 전용 프로그램인 Mathcad(2005)를 이용하였다.
- 지면반력의 측정과 분석은 Kwon GRF 2.0(www.kwon3d.com)을 이용하였다. 플랫폼의 자체 좌표계는 케이블의 반대방향이 Y축, 지면아래 수직방향이 Z축으로 되어 있으나, 분석의 편의를 위해 스윙이 진행되는 목표 방향을 Y축, 수직 상방이 Z축이 되도록 좌표 변환을 하여 분석하였다<그림 1>.
성능/효과
- 이러한 결과는 본 연구의 피험자들이 "백스윙이 끝나기 전에 이미 하체의 목표 쪽 회전을 시작“하고 있음을 보여주고 있으며, 우수선수들의 경우 일반적으로 이러한 형태를 나타내는 것으로 알려져 있다.
- - 양발의 최대치 변화 형태는 수직력과 마찬가지로 왼발의 최대력은 클럽이 짧을수록 컸으며, 오른발은 클럽이 길수록 최대치가 커지는 경향이 있었다. 클럽 간 최대차이는 왼발 평균 8.
- 임팩 전후의 최대력도 중요하지만 그 힘이 나타나는 순간도 중요하므로, 본 연구에서는 왼발 최대 수직력 대신에 이를 대치할 수 있는 이벤트의 두 곳 즉, 임팩 바로 직전인 클럽 수평상태(EN 6)와 임팩 순간(EN 7)의 수직력을 분석하였다. EN 6에서의 최대치를 실제 왼발의 최대치와 비교해 본 결과, 아이언 7번부터 드라이버 까지 각각 평균 0.960, 0.963, 0.918, 0.913이 나와 EN 6에서의 값보다 컸지만, 클럽이 길수록 수직력이 작은 형태를 보이는 것은 같았다. 따라서 EN 6에서의 값을 최대 수직력을 대신하는 지표로 사용하였다.
- 본 연구 결과는 피험자의 수가 작아서 연구 결과를 일반화하기에는 무리가 있다. 그러나 본 연구에서 분석한 내용과 결과들은 골프 스윙을 분석 평가하는데 유용한 도구로 활용될 수 있는 가능성을 보여 주었다.
- 즉 클럽의 길이가 길어질수록 라이각(lie angle)이 크며, 그에 따라 스윙 평면이 더 평평하게(flat) 되므로(Haney, 2002; 성낙준, 2004), 클럽이 길어질수록 수직력이 작은 것이 역학적으로 더 타당성이 있다. 따라서 임팩 전후의 수직력의 변화 형태는, 일반적인 생각과는 달리, 클럽 길이가 길수록 작아지는 것이 타당한 것으로 볼 수 있다.
- 5 N)으로 최대이나, 아이언 7번, 드라이버, 아이언 3번의 순으로 값이 크므로 역시 긴 클럽의 수직력이 작은 형태이다. 따라서, 양발의 수직력을 합한 결과도, 임팩 때 아이언 5번(그림의 ▢)의 값을 제외하면, 왼발의 수직력 변화 형태와 같이, 클럽이 길수록 오히려 수직력이 작은 형태를 보여주고 있다.
- 또한 수직력 분배 형태의 경우, Lim(2004)은 숙련자의 경우도 임팩 시 양발의 수직력이 앞발에 많이 실리는 형(FFS)과 뒷발에 많이 실리는 형(RFS)의 두 가지 형태가 있다고 보고하고 있어, 다양한 형태가 있을 수 있음을 시사한다. 본 연구의 피험자들 중 RFS형은 없었으나, 한 명은 임팩 전후에 양발에 거의 균등한 수직력이 나타나는 형태를 보였으며, 최대력도 임팩 직전, 임팩 순간, 임팩 직후로 다양하게 나타났다. 한 피험자는 왼발의 피크(peak)가 임팩 이후에 또 한번 나타나는 형태를 보였다<그림 2>.
- - 최대 수직력은 양발 모두 다운스윙 클럽 수평에서 발생하였다. 왼발은 클럽이 짧을수록 수직력의 최대치가 컸으며, 오른발은 클럽이 길수록 최대치가 커지는 상반된 경향이 있었다. 왼발과 오른발 최대치의 클럽 간 최대 차이는 각각 체중의 0.
- 좌우 방향의 평균력 변화는 와 같으며, 서로 상쇄되는 힘을 빼고, 인체의 무게 중심에 작용하는 순 좌우 작용력을 보기 위해 양발의 평균력을 더한 값의 변화는 과 같았다.
- 전체적인 변화 형태는 Barrentine, Fleisig, Johnson & Woolley(1994)가 제시한 대표적인 힘 변화 형태와 유사하였다. 피험자별 지면반력의 변화 형태는 피험자 별로 구별되는 특성이 있었으나, 동일 피험자의 변화 형태는 클럽에 관계없이 일관성이 있었다. 숙련된 선수들의 이러한 일관성은 Carlsoo(1967), Cooper 등(1974), Richards, Farrell, Kent & Kraft(1985), Wallace 등(1990), Williams & Sih(1998) 등에도 마찬가지로 보고되고 있다.
후속연구
- 피험자가 3명이므로 변인들의 차이 값에 대한 통계적 검증은 하지 않았다. 통계 검증은 추후 연구에서 사례수를 충분히 확보한 후 실시할 계획이다.
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