스트링과 텐션

뜨거운 차에서 꺼낸 라켓, 식히면 스트링 텐션도 돌아올까

지금의 온도와 스트링이 거쳐온 온도는 다른 정보다. 라켓을 그늘에 옮겼다고 그동안의 변화까지 지워지는 것은 아니다.

코트 위에 놓인 테니스 라켓과 테니스공 두 개
코트에 놓인 라켓과 공. 2007년에 공개된 자료 사진이며, 사진 속 라켓은 본문에서 다루는 온도 실험의 대상이 아니다.Vladsinger at English Wikipedia · CC BY-SA 3.0 · WebP

가방에서 꺼낸 라켓이 이제는 뜨겁지 않다. 일단 안심은 된다. 하지만 익숙한 세팅을 유지하려는 플레이어에게 더 중요한 질문은 따로 있다. 스트링도 열을 받기 전 상태로 돌아왔을까. 프레임이 식었다는 것은 현재 온도에 관한 정보다. 스트링베드에 일어난 변화가 모두 되돌아갔다는 확인서는 아니다.

라켓을 거의 쓰지 않은 날에는 이 차이를 놓치기 더 쉽다. 코트 대신 주차된 차 안에서 하루를 보냈으니 사용 시간에 더할 것도 없다. 그러나 스트링은 공을 치지 않아도 달라질 수 있다. 크로퍼드 린지와 로드 크로스가 2016년 발표한 실험은 개별 스트링 시편의 온도, 텐션, 강성을 살폈다. 특히 눈에 띄는 결과는 스트링을 당긴 뒤 어느 정도 이완시킨 다음 열을 가했을 때 나타났다.

텐션이 자리를 잡은 뒤에 들어온 열

테니스 웨어하우스 유니버시티의 이 연구에는 내추럴 거트, 케블라, 나일론, 폴리에스터를 포함한 스트링 14종이 사용됐다. 관련 실험 장치에서는 클램프 사이에 35cm 길이의 스트링을 고정하고 로드셀로 변화를 기록했다. 여러 완성 라켓을 실제 자동차에 넣고 비교한 실험은 아니다. 스트링에 텐션을 걸기 전과 후, 어느 시점에 열을 가하는지 통제한 재료 실험이다.

보관 상황과 가장 관련 있는 순서에서는 20°C의 스트링을 28kg, 약 62파운드까지 당겼다. 이후 클램프 사이 간격을 고정한 채 200초 동안 이완시켰다. 그다음에야 열을 가해 약 100초에 걸쳐 40°C로 올렸다. 가열을 멈춘 뒤에는 다시 200초 동안 식히면서 계속 텐션을 기록했다.

가열하는 동안 텐션은 크게 떨어졌다. 열을 제거한 뒤에는 이전 수준으로 단순히 복귀하지 않고 더 낮은 텐션에서 다시 안정됐다. 라켓을 만져보는 것만으로 보관의 영향을 판단할 수 없는 이유가 여기에 있다. 현재의 온도만으로는 그 스트링이 어떤 순서로 당겨지고 열을 받았는지까지 설명되지 않는다.

연구진은 당기기 전에 가열하는 조건도 살폈다. 대부분의 시험 스트링에서 실온에서 당겼을 때와 먼저 가열한 뒤 당겼을 때의 이후 이완 차이는 크지 않았다. 두드러진 변화는 텐션을 걸고 초기 이완이 진행된 다음 열이 들어왔을 때 나타났다. 따라서 이미 작업한 라켓을 불필요한 고온에 두지 말자는 판단과, 따뜻한 작업실에서 스트링을 매면 모두 문제가 생긴다는 주장은 같지 않다.

여러 내부 섬유가 드러난 테니스 스트링 절단면의 주사전자현미경 사진
버밍엄대학교 클레어 데이비스 교수와 엘리자베스 챈들러가 제공하고 CORE-Materials를 통해 2010년 공개된 실제 전자현미경 사진. 스트링의 내부 구조를 보여주며, 2016년 연구 시편이나 열 손상을 촬영한 사진은 아니다.CORE-Materials · CC BY 2.0 · WebP

손실이 더 크다는 말과 그만큼 사라졌다는 말

연구는 텐션을 건 뒤 가열한 조건의 텐션 손실이 실온 조건보다 스트링에 따라 30~76% 더 컸다고 설명한다. 여기서 표현을 잘못 읽으면 ‘뜨거운 차에 두면 텐션의 76%가 사라진다’는 자극적인 결론이 나온다. 그런 뜻이 아니다. 이 비율은 한 조건에서 잃은 양을 다른 조건에서 잃은 양과 비교한 수치다. 처음 텐션 중 사라진 비중을 말하는 것이 아니다.

계산만 설명하는 가상의 예를 보자. 비교 시편이 5파운드를 잃고 다른 시편이 7.5파운드를 잃었다면, 후자의 손실은 50% 더 크다. 추가로 잃은 2.5파운드가 5파운드의 절반이기 때문이다. 두 시편이 모두 50파운드에서 출발했다면 후자가 처음 텐션에서 잃은 비중은 15%다. 50%가 아니다. 이 숫자는 논문의 측정값도, 내 라켓을 차에 뒀을 때의 예측값도 아닌 산술 설명용 예시다.

온도와 시간의 순서도 빼놓을 수 없다. 자동차 실내와 가방, 라켓 안의 스트링이 언제나 동시에 같은 온도에 도달하지는 않는다. 이 연구에는 두 시간짜리 외출이나 특정 가방, 현재 판매되는 모든 스트링에 적용할 답이 들어 있지 않다. 온도가 두 배면 손실도 두 배라는 식의 직선적인 확대도 할 수 없다. 근거가 뒷받침하는 결론은 가열 이력이 안정된 텐션을 바꿀 수 있다는 것이다. 개인 라켓의 손실량을 몇 파운드라고 계산해주는 공식은 아니다.

연구진은 이 현상을 응력 완화로 설명한다. 힘을 받는 스트링 내부가 부담이 적은 상태로 재배열될 수 있고, 온도가 그 과정에 영향을 준다는 해석이다. 논문에서 설명하는 분자 수준의 재배열은 시험 중 현미경으로 직접 촬영한 장면이 아니라 물리적인 설명이다. 플레이어 입장에서는 주변 온도를 되돌려도 이전 상태까지 복구되지 않을 수 있다는 점을 이해하는 데 도움이 된다.

트렁크에서 꺼낸 직후의 숫자로 결론 내리지 않기

어제의 측정 기록이 있고, 유난히 더운 이동을 마친 뒤 텐션 추정값이 낮게 나왔다고 해보자. 우선 할 일은 상황을 남기는 것이다. 라켓을 어디에 보관했고 어떤 환경에서 측정했는지 적는다. 평소 측정하던 환경에서 라켓이 자연스럽게 적응하도록 둔 뒤 같은 방식으로 다시 잰다. 모든 라켓과 가방에 공통으로 적용할 수 있는 ‘몇 분이면 온도가 같아진다’는 대기 시간은 이 연구에 없다.

같은 라켓의 같은 스트링 작업을 비교하고, 측정 방법도 유지한다. 중간에 액세서리나 앱 입력값을 바꾸지 않는 편이 좋다. 반복 측정으로 값이 불안정한지는 살필 수 있지만, 비슷한 숫자가 연속으로 나왔다고 실험실 장비처럼 보정된 측정이 되는 것은 아니다. 해당 스트링의 이전 기록이 없다면 작업 영수증에 적힌 기계 설정값으로 빈자리를 대신해서도 안 된다. 작업할 때의 기준 텐션과 완성된 라켓을 나중에 측정한 추정값은 서로 다른 수치다.

조건을 비슷하게 맞춘 뒤에도 차이가 남는다면 기록할 만하다. 다만 그 차이 전부를 열의 영향으로 나눠 계산할 수는 없다. 시간에 따른 이완, 중간의 사용, 측정 편차도 끼어들 수 있다. 다음 스트링 작업부터는 ‘평소 장소에 보관, 같은 실내, 치기 전’이라는 한 줄이 상황을 모르는 숫자의 소수점을 늘리는 것보다 쓸모 있을 수 있다.

타구감은 또 하나의 문제다. 같은 연구의 다른 실험에서는 전반적으로 차가울 때 스트링 강성이 높아지고 따뜻할 때 낮아지는 경향이 나타났으며, 스트링에 따른 차이도 있었다. 강성과 텐션은 관련되지만 같은 개념은 아니다. 연구진도 온도가 공과 플레이어에게 함께 영향을 준다고 짚었다. 측정값은 내려갔는데 타구감이 예상보다 단단하다고 해서 곧바로 측정 오류라고 결론 내릴 수는 없다. 한 가지 수치에 충돌 전체를 설명해달라고 요구하고 있을 수 있다.

보관에 관한 실천은 복잡하지 않다. 가능하면 라켓을 뜨거운 주차 차량에서 꺼내고, 평범하고 안정된 환경에 둔다. 가방이 온도 변화 속도를 바꿀 수는 있어도, 이 연구는 가방 모델을 비교하거나 보온·보냉 안감이 스트링 상태를 무한정 유지한다고 확인한 실험이 아니다. 단열 기능은 한계가 있는 보조 수단으로 보고, 오후 내내 가방을 어디에 뒀는지도 신경 쓸 필요가 있다.

실험을 복구 요령으로 바꾸는 것은 피하자. 사용한 스트링베드를 집에서 원래 상태로 되돌리는 안전한 방법이 입증된 것이 아니다. 의도적으로 가열하거나 냉각하면 통제하지 못한 노출이 하나 더 생긴다. 익숙한 조건에서 확인해도 라켓 반응이 맞지 않는다면 온도로 이력을 되감으려 하기보다 스트링어와 교체를 상의하는 편이 낫다. 그때 도움이 되는 정보는 무엇이 언제 달라졌고 어떻게 비교했는지다.

이것은 판매업체와 연관된 연구 기관의 과거 실험이며, 내 라켓 그대로를 시험한 결과는 아니다. 잠깐 따뜻한 곳을 거쳤다는 이유만으로 매번 교체해야 한다는 근거도 아니다. 오래 두고 참고할 지점은 더 구체적이다. 공을 한 번도 치지 않은 날에도 스트링 작업의 이력은 쌓인다. 프레임이 식고 겉으로 멀쩡해 보이는 것과, 이전 상태로 돌아온 것은 다른 이야기다.

출처와 더 읽을 자료

  1. Tennis Warehouse University — Crawford Lindsey and Rod Cross — The Effect of Temperature on Tennis String Tension and Stiffness

TENNIS TENSION LAB

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측정값은 최초 입력 텐션 대비 변화 추정치이며, 스트링 머신의 절대 측정을 대체하지 않습니다.