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Mass vs Weight

Mass measures of the amount of matter of an object, while Weight measures the pull of gravity on an object.

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질량과 무게

히프파이프 모서리에서 몸무게로 스케이드보드를 누르고 있는 샘

샘이 뉴턴 스케이드 공원을 찾았다. 그는 하프파이프의 모서리에서 그의 스케이드보드 한쪽 끝을 발로 누르고 있다. 스케이트보드를 누르고 있는 그의 몸무게는 그가 하프파이프 아래로 떨어지는 것을 방지해준다.  

무게. 질량, 가속도

무게(Weight)는 물체를 끌어내리는 중력의 측정값이다. 이는 그 물체의 질량 즉 그 물체가 포함하고 있는 물질의 양에 의존한다. 또한 중력은 중력에 의한 아래쪽으로의 가속도에 따라 달라지는데 이 중력은 지구상 어딩서나 같은 값을 가진다. 무게는 다음의 식으로 나타낼 수 있다.  

      F = m x a

이는 힘을 질량과 가속도와 연관시켜주는 일반 방정식이다. 이 식이 무게를 질량과 가속도에 연관시킬 때에는 F는 뉴턴(N) 단위의 무게를 나타낸다. 이 방정식의 m은 kg 단위의 물체 질량을 또 a는 중력에 의한 하향 가속도를 나나낸다. 이 방정식이 보여 주듯이 무게는 질량과 비례한다. 물체의 질량이 증가하면 그 물체의 무게도 증가한다. 예를 들어 질량이 2배가 되면 그 무게도 2배가 된다. 다음 사이트에서 질량, 무게, 가속도의 관계를 더 학습할 수 있다. 

http://www.nasa.gov/mov/192448main_018_force_equals_mass_time.mov

무게의 계산

지구의 모든 물체는 중력 때문에 아래쪽으로 9.8 m/s2의 가속도를 가진다. 따라서 물체의 질량을 안다면 다음 식을 이용하여 그 무게를 구할 수 있다. 

     F = m x 9.8 m/s2

Q: 샘은  50 kg 의 질량을 가진다. 그의 몸무게는 몇 뉴턴인가?

A: 식에 해당값을 대입하면 샘의 몸무게는:  

     F = m x 9.8 m/s2 = 50 kg x 9.8 m/s2 = 490 kg ∙ m/s2, or 490 N이다.

우리는 몸무게를 뉴턴보다는 kg 단위로 측정한다. 1뉴턴은 0.102kg에 해당하므로 이를 이용하여 뉴턴 단위를 kg 단위로 바꿀 수 있다.  

Q: 샘의 몸무게는 몇 kg인가?

A: kg 단위로 샘의 몸무게는 490 N x 0.102 kg/N = 49 kg 이다.

요약

  • 무게는 한 물체를 아래쪽으로 끌어 당기는 중력의 측정값이다. 이는 그 물체의 질량과  9.8 m/s2 인 지구의 중력 가속도에 따라 결정된다. 
  • 무게를 구하는 방정식은 F = m x 9.8 m/s2이며, 여기에서 F는 뉴턴(N) 단위의 물체 무게, m은 kg 단위위 물체질량이다. 뉴턴은 무게의 SI 단위로 1 뉴턴은 약 102g이다. 

용어

  • 무게(weight): 물체를 끌어당기는 중력의 측정값 

연습

다음 사이트에서 처음 4문제를 풀고 그 정답을 확인하라.  만일 틀린답이 있을 경우 다음 사이트의 문제풀이 안내 오디오를 청취하라.  

http://www.physicsclassroom.com/calcpad/newtlaws/problems.cfm

복습

  1. 무게란 무엇인가? 무게의 SI 단위는 무엇인가?
  2. 지구상에서 물체의 질량으로부터 무게를 구하는 방법을 설명하라.
  3. 아래 그림의 니나는 질량이 52 kg 이다. 니나의 몸무게는 몇 뉴턴인가? 이는 몇 kg에 해당하나?
  4. 스케이트보드를 타는 니나

     

  5. 달은 지구보다 중력이 작다. 만일 달에 있다면 몸무게가 지구에서와 어떻게 다르겠는가?

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