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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/s 2 의 가속도를 가진다. 따라서 물체의 질량을 안다면 다음 식을 이용하여 그 무게를 구할 수 있다. 

     F = m x 9.8 m/s 2

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

A : 식에 해당값을 대입하면 샘의 몸무게는:  

     F = m x 9.8 m/s 2 = 50 kg x 9.8 m/s 2 = 490 kg ∙ m/s 2 , 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/s 2  인 지구의 중력 가속도에 따라 결정된다. 
  • 무게를 구하는 방정식은 F = m x 9.8 m/s 2 이며, 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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