지구의 무게는 어떻게 측정을 하였는지요.

Question

지구의 질량은 5.927x10 ^24 kg 이라고 하는데요. 이 지구 질량은 어떻게 측정이 되었는지 궁금합니다. 감사합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

지구의 무게는 직접 측정되는 것이 아니라, 지구의 질량과 물체의 무게를 통해 계산됩니다.

먼저, 지구의 질량은 다양한 천문학적 측정 방법을 통해 추정됩니다. 이러한 방법에는 천문학적 관측과 그에 따른 계산, 중력 상수와 지구 반지름과 같은 물리적인 상수를 사용하는 등의 방법이 포함됩니다.

물체의 무게는 그 물체가 지구의 중력에 의해 받는 힘을 나타냅니다. 물체의 무게는 질량과 중력의 상관관계에 따라 결정됩니다. 중력은 지구의 질량과 반비례하며, 중력의 크기는 중력 상수와 지구와 물체 사이의 거리에 의해 결정됩니다.

Answer 2

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

지구의 질량은 매우 큰 수치이기 때문에 정확한 측정이 어렵습니다. 그 중에서도 가장 일반적인 방법은 중력을 이용하는 것입니다.

지구의 질량을 측정하기 위해서는 먼저 지구의 중력을 측정해야 합니다. 이를 위해 지구의 표면에서 물체를 떨어뜨렸을 때 걸리는 시간을 측정하고 중력 가속도를 계산합니다. 그리고 이 중력 가속도와 지구의 질량 사이에는 역수의 제곱 관계가 있기 때문에 중력 가속도를 알면 지구의 질량을 계산할 수 있습니다.

또 다른 방법으로는 지구의 자전 속도를 측정하는 것입니다. 지구의 자전 속도는 지구의 질량과 밀접한 관계가 있기 때문에 이를 측정하면 지구의 질량을 알 수 있습니다. 이 방법은 지구의 자전 속도를 정확하게 측정하는 것이 어렵기 때문에 중력을 이용하는 방법보다는 덜 정확합니다.

인공위성을 이용하는 방법도 있습니다. 인공위성은 지구의 중력에 영향을 받으며 우주를 돌아다니기 때문에 인공위성의 궤도를 측정하면 지구의 질량을 계산할 수 있습니다. 하지만 이 방법도 인공위성의 궤도를 정확하게 측정하는 것이 어렵기 때문에 다른 방법들과 함께 사용하는 것이 일반적입니다. 각각의 방법은 정확도와 어려움이 다르기 때문에 보통 여러 가지 방법을 함께 사용하여 지구의 질량을 계산합니다. 감사합니다.

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Answer 3

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

달이나 지구, 또는 이외의 행성들은 직접 인공위성을 보내 공전시켜서 질량을 구하는 것이 가장 정확한 방법이고요.

또는 천체의 대략적인 크기와 물질 조성을 알고 있을 때, 질량을 추정하는 방법도 있고.

암흑물질이나 은하단과 같은 거대 규모 천체의 경우에는 중력렌즈 효과를 통해서 질량을 구할 수도 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

지구의 질량은 중력상수와 지구의 평균밀도를 이용하여 측정합니다. 중력상수는 두 물체 사이의 질량에 비례하고, 거리의 제곱에 반비례하는 힘을 나타내는 상수입니다. 지구와 다른 물체 사이의 중력의 크기를 측정하여 지구의 질량을 구할 수 있습니다. 지구의 평균밀도는 지구의 부피를 질량으로 나눈 값입니다. 지구의 중력가속도를 이용하여 지구의 부피를 구할 수 있습니다

Answer 5

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

만유인력의 법칙에 의해 지구의 반지름과 중력상수를 알게 되면 지구 전체의 질량을 알 수 있게 됩니다.

중력상수는 비틀림 저울을 사용해 질량 사이에 작용하는 힘을 측정하고, 지구 반지름은 햇빛이 평행하다고 가정하고 원의 성질을 이용해 지표면에서 측정이 가능합니다.

Answer 6

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

1798년 영국 과학자 헨리 캐번디시는 막대의 가운데를 실로 매단 뒤 양 끝에 납으로 된 작은 공(질량 Mp)을 붙였습니다. 이 때 금속 공을 작은 공에 가져가면 거리에 따라 인력이 달라져 막대가 흔들립니다. 만유인력의 법칙은 두 물체 사이의 거리의 제곱에 반비례하고 질량의 곱에 비례하므로, 각 공의 질량과 둘 사이의 거리, 지구 중심으로부터 표면까지 거리를 알면 지구의 질량(Me)을 구할 수 있습니다. 한 쪽은 저울 근처 바닥에 큰 공(질량 Mb)을 놓고 다른 쪽은 막대가 평행을 유지할 정도의 작은 공(질량 Ms)을 놓습니다. 이 때 만유인력의 법칙을 이용하면 G×(Mp×Mb)/(d×d)=G×(Ms×Me)/(ℓ×ℓ)과 같은 식이 유도됩니다. 캐번디시는 지구의 질량을 6×1024kg이라고 계산했는데 실제 지구의 질량인 5.9736×1024kg과 비교하면 얼마나 정확한지를 알 수 있습니다.

Answer 7

안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.

지구의 무게는 두 물체간의 상호작용에 의한 것을 이용하여 측정합니다.

두물체가 서로 당기는 중력이 얼마나 되는지를 측정하여 지구의 무게를 측정하는 것입니다.

Answer 8

안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.

지구의 무게는 측정불가능하죠.

개략적인 밀도와 면적을 바탕으로 예상치를 산출해 그 수치가 나온거죠.

감사합니다.