생활과 과학-질량과 무게

이번 글에서는

평소에 많이 혼용되어 사용하는

질량과 무게를 구분하고

다양한 예시를 들어보려합니다

글의 순서는

1. 질량

2. 무게

3. 중력가속도

입니다.

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1. 질량

1) 질량의 정의

사전적 정의는

'변하지 않는 물질의 고유한 양'

입니다.

한글이지만

무슨의미인지 모르겠습니다...

 

저 말을 풀어보면

물질이 존재 함으로서 가지는

고유한 값이라는 의미입니다

 

질량의 단위는 g, kg 등을

사용합니다

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2) 질량의 느낌

질량

질량의 느낌을 설명하면

'물질의 묵직한 정도'

라고 표현할 수 있습니다

 

승용차랑 탱크를 예시로 들면

밀었을 때

탱크가 더 안밀립니다

이는 보통 더 무거워서 라고

무게의 개념을 이용하지만

그런 묵직한 느낌이 바로

질량이 크다 입니다

 

만약 승요차와 탱크가

같은 속력으로 달릴 때

멈추기 위해 필요한 에너지가 다릅니다

이 또한 질량이 다르기 때문입니다

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2. 무게

1) 무게의 정의

무게의 정의는

'중력에 의해 물체가 받는 힘'

입니다

 

보통 우리가 말하는

무겁다 가볍다는

무게의 개념입니다

 

물론 무게는

질량에 의해 결정됩니다

중력은 지구가 질량이 있는 물체를

지구 중심방향으로 당기는 힘입니다

 

무게의 단위는kgf나 N(뉴턴)

을 주로 사용합니다

 

보통 옛날 아날로그 체중계에는

kgf가 써있습니다

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2) 다른 행성에서의 무게

무게

지구에서 물체가 받는 중력은

지구의 지량과 반지름에 의해 

결정됩니다

 

즉, 다른 행성에서 무게를 재면

다른 결과가 나옵니다

 

예를 들어 지구의 위성인

달에서

물체의 무게를 재면

지구에서보다 6분에 1 만큼

작은 값이 나옵니다

 

무게는 이렇게 

상황에 따라 달라집니다

다른 행성에 간다고

질량이 바뀌지는 않지만

그 행성에 따라

물체를 당기는 힘인

무게는 달라질 수 있습니다

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3. 중력가속도

1) 중력의 크기

모든 질량을 가지는 물체는

지구에 의해 중력을 받습니다

 

중력의 방향은

지구의 중심방향

중력의 크기는

mg로

m은 물체의 질량

g는 중력가속도 입니다

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2) 뉴턴 제2법칙

뉴턴의 3가지 물리법칙 중

2법칙은 가속도의 법칙입니다

 

이는

힘과 질량과 가속도의 관계를

정리한 것으로

F=ma로 보통 표현됩니다

 

식의 의미를 보면

질량을 가지는 물체는

힘을 받으면 가속도가 생긴다는

의미를 보여줍니다

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3) 중력가속도

가속도는 물체의 속력에 변화를 줍니다

떨어지는 물체들은

일정한 속력인것 같지만

사실 점점 빨라지고 있습니다

 

모든 물체는 중력가속도로 떨어지기 때문입니다

지구는 모든 물체를 mg로 끌어당기기에

질량이 클수록 강한 힘으로 끌어당깁니다

 

하지만 뉴턴 제2법칙에서는

질량이 클수록 가속도를 만드려면

큰 힘이 필요합니다

 

그렇기 때문에

그림에 표현된 것처럼

F(힘)=mg(중력)=ma

를 통해 a=g

라는 결과가 나오고

 

모든 물체는 지구중심으로

같은 가속도로 떨어진다는 것을

알 수 있습니다

 

물론 이는 공기의 저항을 무시할 때

가능합니다

 

다음 글에서

중력가속도에 대해 다룹니다

참고하시길 바랍니다

2023.06.24 - [과학/중학교 과학3] - 중3 과학-운동과 에너지-등가속도운동과 자유낙하운동

중3 과학-운동과 에너지-등가속도운동과 자유낙하운동

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이번 글은

질량과 무게의 차이와

중력가속도에 대하여

이야기 하였습니다

 

도움이 되셨기를 바랍니다

감사합니다