일단, 질량과 무게를 굳이 구분해서 쓰자! 이 주장은 그냥 과학자들 욕심이구요.
그냥 쓰던대로 쓰세요.
질량과 무게에 대한 비교가 오히려 질량과 무게를 혼동스럽게 만들고 있다는 생각을 해봅니다만 그건 그냥 내 생각이고
어쨌든 질량과 무게를 구분하자만,
질량은 '물질의 양'으로 정의합니다.
질량은 관성의 법칙에 따라 힘을 받았을 때 그 힘에 저항하는 정도라고 생각하면 될 듯 합니다.
무게는 '물질이 받는 중력'으로 정의합니다.
질량을 가진 물체 사이에 작용하는 힘입니다.
힘은 많이 사용하는 개념이긴 하지만 우리가 지구로부터 받는 '힘'에 대한 개념이 무게와 무슨 관계인지 직관적이지 못해서 이해하는데 어려움이 있다고 생각합니다.
무게(중력)라고 하면 '무거운 정도'로 쓰이는데, 그 무거운 정도를 결정하는 것은 두 가지 입니다. 질량과 중력가속도입니다. 무게(중력)은 질량과 중력가속도의 곱으로 정의됩니다.
F=mg
만약에 같은 장소라면, 즉 그 장소를 구성하는 물질이 변하지 않는다면 측정되는 물체에 작용하는 중력가속도(낙하할 때 속도가 변하는 정도)는 항상 일정합니다. 그래서 무게가 무겁다는 것은 질량이 크다는 의미입니다.
물체가 지구에서 낙하운동을 할 때 그 가속도는 질량과 관계없이 항상 일정합니다. 질량이 클수록 더 큰 중력을 받는다는 의미이기도 합니다.
우리가 몸무게를 잰다는 의미는 중력을 구해서 그것을 중력가속도로 나누어주면 됩니다. 일반적으로 사용되는 저울(용수철이든 전자든)은 큰 틀에서는 저런 매커니즘으로 측정하는데 최종적으로 질량값이 나오기 때문에 몸무게라는 표현보다 몸질량이라는 표현이 맞습니다. 그게 과학자들은 거슬리는 겁니다. 그리고 무게는 중력가속도가 변하면(즉, 위치가 바뀌면) 바뀌는 값이기 때문에 물질의 양이 될 수 없습니다.
지구에서는 중력이 작용해서 질량을 측정할 수 있고 (중력질량)
F(중력)=mg (m=F/g)
우주(무중력)에서는 인위적인 힘을 가하고 가속도를 측정하면 알 수 있습니다. (관성질량)
F(힘)=ma (m=F/a)
무중력 상태에서 인위적으로 힘을 가해서 물체가 가속되는 정도를 측정하면 됩니다.
(가속도가 빠르면 질량이 가벼운 녀석, 가속도가 느리면 질량이 무거운 녀석)
중력질량, 관성질량 어떻게 측정하든 질량은 같습니다. 측정하는 방식의 차이라고 보면 되겠내요.
그럼 일상생활에서는 이 질량을 어떻게 사용할까.
일단 국제표준단위에 의하면 질량은 역학적 에너지와 전기적 에너지의 균형을 통해 플랑크 상수와 질량을 연결짓는 방식으로 기준을 새로 만들었습니다. (어렵습니다)
이렇게 양자역학적으로 질량의 단위가 새로 정의되었지만, 그 전에는 1kg짜리 표준원기를 기준으로 했습니다. 그냥 보관에 엄청 신경쓰고 있는 금속 덩어리입니다. 새 표준이 정해지긴 했지만 아직은 이 표준원기가 사용되고 있습니다.
그냥 얘네가 1kg의 기준이었습니다.
그리고 여러가지 기준을 통해서 아래와 같은 표준분동형태로 제작되어 보급되고 있습니다.
분동은 굉장히 까다록게 만들어집니다. 그리고 정확도에 따라서 여러 등급으로 분류되고 엄격하게 관리됩니다. 또 주기적으로 분동의 질량 변화를 점검 받아야 합니다. 심지어 공기에 의한 부력도 보정해줘야 합니다. 위치에 따라 중력가속도가 미세하게 다르기 때문에 중력가속도도 표시해줘야 합니다.
그리고 이렇게 엄격하게 제작되고 관리되는 분동은 저울을 보정할 때 사용됩니다.
참고로 아래는 여러 지역의 중력가속도를 보여줍니다.
아래는 분동에 대한 기준을 보여주는 문서입니다. 혹시나 궁금하신 분들은 참고하세요.
쉽지 않습니다. 추란 녀석...
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