같은 무게, 다른 면적은 작용받는 힘의 차이가 있나요?

Question

직업상 1.5미터 정도 되는 작대기 끝에 무언가를 메달 경우가 많은데요, 저울같은 구조긴 합니다만

저울처럼 가운데에 중심이 아니라 물건을 메다는 쪽이 훨씬 깁니다. 2:1비율정도 되요.

그래서 평행을 만들어주기 위해 반대쪽에 무게추로 균형을 맞춰주곤 합니다.

하나는 컵크기의 4kg의 물체이고

다른 하나는 넓지만 얇은, 가로세로 30cm정도의 면적체이지만 무게는 3.5kg?밖에 되지 않습니다.

근데 이 경우, 오히려 더 가벼운 면적체를 달 때 무게추가 체감상 더 많이 들어가게 되는 것 같더라구요.

가볍다고 해서 구비했는데, 의아함에 문의드립니다.

면적과 무게의 상관관계가 있는건가요?

Answer 1

안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.

같은 무게의 물체라도 면적의 차이에 따라 가해지는 힘의 크기가 달라 질 수 있죠...즉, 압력의 원리에 따른 현상이죠

힘은 F=ma라고 학교떄 배웠듯이..면적이 작을 수록 단위 면적당 힘의 크기가 커지고, 면적이 클수록 힘의 크기가 작아지죠

예로..

동일한 무게의 책이 있는데..하나는 작은 면적을 가진 굵은 책이고, 다른 하나는 면적은 크지만 얇은 책입니다.

같은 무게지만 작은면적에 힘이 집중되므로 단위면적당 힘이 더 큽니다.

반면에..얇고 큰 면적의 책은 힘이 상대적으로 분산되어버리기 때문에 면적당 힘이 작아지게 되죠. ㅎㅎ