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중력의크기와 힘과 물체의무게가 왜 같은 건가요?

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.질량이 있는 물체가 받는 중력의 크기를 무게(중량)라 한다.즉, 질량이 있는 물체가 지구(또는 기타 천체)의 중력, 혹은 관성력으로 인해 지표면(지구 중심)을 향해 끌어당겨지는 힘을 우리가 부르는 이름이 무게다. 단위는 kg이 아니라 N, 혹은 일상적으로는 kgf(킬로그램중, 킬로그램힘)를 사용한다.질량은 질량이 없는 입자(광자와 글루온)를 제외한 모든 물질이 갖는 고유한 성질이며, 오로지 해당 물질을 구성하는 원자들의 원자량, 나아가 구성 분자의 분자량의 합에만 좌우되고 절대 변하지 않는다.[1]반면 무게는 질량에 중력이 작용함으로써 발생하는 힘이므로, 중력의 변화에 따라 변화한다. 예를 들어 지구에서 체중이 60 킬로그램중(kgf)인 사람은 중력이 지구 중력의 1/6인 달에 가면 체중이 10 킬로그램중으로 줄어든다. 그러나 그 사람의 질량은 60 킬로그램(kg)으로 그대로 유지된다.심지어 지구 표면에서도 무게는 달라질 수 있다. 지구의 중력이 지표면 모든 곳에서 동일하지는 않기 때문이다. 적도에서는 극 지방보다 중력이 미세하게 약하고, 따라서 적도에서 물체는 가벼워진다.질량과 무게가 서로 다른 개념인데 어떻게 동일한 단위(킬로그램)를 사용할 수 있는지 궁금할 것이다. 사실 물리학에서 무게의 단위는 킬로그램이 아니라 kg·m/s2이며, 질량의 단위인 킬로그램과는 차원부터 다르다.[2] 무게의 단위를 보면 질량인 킬로그램(kg)에 중력가속도(m/s2)가 작용하는 것이 무게임을 알 수 있다.하지만 무게와 질량은 일반적으로 정비례하고, 지표면상에서는 사람이 체감할 정도로 중력이 바뀌는 일이 없기 때문에[3][4] 일상적으로는 kgf에서 f를 생략하고 그냥 질량의 단위를 그대로 무게 단위로 쓴다.같은 중력이 적용되는 환경에서 같은 무게를 지닌 물건을 들 경우 물건의 크기와 면적에 따라 상대적으로 더 무겁다/더 가볍다고 느껴지는 경우가 있다.[5] 이외에 무게중심도 실제 무게와 달리 사람이 뭔가를 들 때 체감되는 무게에 영향을 미칠 수 있다.[출처 : https://namu.wiki/w/%EB%AC%B4%EA%B2%8C]

학문 / 물리

22.12.13

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