▶  양팔저울과 분동으로 물체의 질량과 무게 재기
 
 

 
 

코달아, 뭐 하고 있니:?

선생님, 제 무게가 벽돌 50개의 무게와 같다는 걸 알았거든요. 그래서 벽돌 1개의 무게를 알면 제 무게를 알 거 아니예요.. 그래서 벽돌에게 물어보는 중이예요.

맞아. 기준 물체의 무게를 알면 네 무게가 얼마인지 알 수 있지. 여기서 질량과 무게라는 두 가지 물리량에 대해 조금더 정확하게 알고 가는 게 좋겠어. 아래를 읽어봐.

 

 

질량과 무게는 서로 밀접한 관계가 있지만 서로 다른 물리량입니다. 모든 물체는 물질로 이루어져 있습니다. 물체 안에 들어 있는 물질의 양을 질량이라고 합니다. 따라서 질량은 외부의 조건에 상관없는 물체 고유의 특성입니다. 질량의 단위는 g, kg, 등입니다.

질량을 가진 물체에는 지구가 끌어당기는 힘을 작용합니다. 이것을 지구중력이라고 하는데, 어떤 물체에 작용하는 지구중력의 크기를 무게라고 합니다. 무게는 질량에 비례합니다. 지구상에서는 kg으로 나타낸 질량에 (9.8m/초)를 곱해주면 무게가 됩니다. (9.8m/초)를 "중"이라고 나타내기도 합니다. 따라서 질량이 10kg인 물체의 무게는 10kg.중, 질량이 50kg인 물체의 무게는 50gk.중, 등입니다.

 

 

분동에 표시된 것은 분동의 질량입니다. 분동의 질량은 기준이 되는 것의 질량에 비해 몇 배인지 큭정하여 정해집니다. 2018년 11월 이전 130년 동안은 국제 킬로그램 원기라고 하는 것의 질량을 1kg이라고 정하고, 다른 물체들의 질량은 킬로그램 원기의 몇 배인지로 나타냈습니다. 이 1kg 질량원기는 백금과 이리듐이라고 하는 금속으로 이루어진 원기둥입니다.

 

 

그런데 오랜 시간이 흐르는 동안 이 질량원기의 질량이 아주 조금 변하였습니다. 그래서 2018년 11월에 그런 문제가 없는 방법으로 새로운 기준을 정하였습니다. 그 방법은 플랑크상수라고 하는 아주 작고 변하지 않는 수를 사용합니다.

어떤 물체가 1.0kg의 질량을 갖는 분동과 양팔저울에서 수평을 이루었다면, 그 물체의 질량과 무게는 그 분동의 질량과 무게와 각각 같습니다. 이렇게 양팔저울은 물체의 질량을 측정하는데 사용됩니다.

질량과 무게에 대해서는 다른 단원들에서도 배우게 될 것입니다.

 

 

아하~ 질량은 물체를 이루는 물질의 양이고, 무게는 그 물체에 작용하는 지구중력(힘)의 크기구나~

이제 아래 그림과 같이 여러 질량을 가진 분동들을 사용하여 물체의 질량과 무게를 재어보자.

 

 

 

예를 들어, 스테이플러의 질량과 무게를 알고 싶다고 해보자. 다음의 단계를 따라 하는 거야.

1. 스테이플러를 양팔저울의 한 쪽에 올려놓는다.
2. 그런 다음 스테이플러와 가장 비숫한 무게를 갖지만 스테이플로보다 무게가 작은 분동을 다른 쪽에 올려놓는다.
3. 한 단계 더 작은 분동을 올려놓으면 수평을 맞춘다.
4. 분동들의 질량 또는 무게를 합한다.

 

  (* 아래의 동영상에서 '무게'라는 말은 더 정확하게 '질량'입니다.)

    scienceorc.net

 

분동을 사용하여 벽돌 하나의 질량 또는 무게를 잰 다음, 그것을 50배 해주면 제 질량 또는 무게가 되겠네요.

양팔저울을 사용하여 원하는 만큼의 딸기를 재는 방법을 알고 싶다면 아래 링크로~

 

    양팔저울의 원리

 

 

 

 

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