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Weight

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Weight
A spring scale measures the weight of an object.
Common symbols
SI unitnewton (N)
Other units
pound-force (lbf)
In SI base unitskg⋅m⋅s−2
Extensive?Yes
Intensive?No
Conserved?No
Derivations from
other quantities
Dimension

과학공학에서, 대상의 무게(weight)는, 중력(gravity)에 기인하여 대상에 작용하는 힘(force)입니다.[1][2][3]

일부 표준 교재는,[4] 대상에 작용하는 중력, 벡터(vector) 양으로 무게를 정의합니다. 다른 교재는,[5][6] 중력의 크기, 스칼라 양으로 무게를 정의합니다. 여전히 다른 교재는,[7] 그것을 중력의 영향에 대항하는 메커니즘에 의해 몸체에 가해지는 반력의 크기로 정의합니다: 무게는 예를 들어 스프링 저울에 의해 측정되는 양입니다. 따라서, 자유 낙하(free fall)의 상태에서, 무게는 영일 것입니다. 무게의 이런 의미에서, 지상의 대상은 무게가 없는 것일 수 있습니다: 공기 저항(air resistance)을 무시하면, 아이작 뉴튼 근처의 땅을 만나러 가는 길에 있는, 나무에서 떨어지는 유명한 사과는 무게가 없을 것입니다.

무게에 대해 측정의 단위(unit of measurement)는, 단위의 국제 시스템 (SI)에서 뉴턴(newton)인, 힘(force)의 단위입니다. 예를 들어, 일 킬로그램의 질량을 갖는 대상은 지구의 표면에서 약 9.8 뉴턴의 무게를 가지고, 위에서는 (지구에서 보다) 약 1/6 정도를 가집니다. 비록 무게와 질량은 과학적으로 다른 양이지만, 그 용어들은 종종 일상적인 사용에서 서로 사이에 혼동됩니다 (예를 들어, 파운드 단위에서 힘 중량과 킬로그램 단위에서 질량의 비교하고 변환하는 것과 그 반대의 경우도 마찬가지입니다).[8]

무게의 다양한 개념을 설명하는 데 있어 복잡성은 중력이 시공간(spacetime)곡률(curvature)의 결과로 모델화되는 것에 따라 상대성의 이론(theory of relativity)과 관련이 있습니다. 교육 공동체에서, 반세기 이상 동안 상당한 논쟁이 그들 학생들에게 무게를 어떻게 정의할 것인지에 대해 존재해 왔습니다. 현재 상황은 그들의 다양한 문맥에서 개념의 여러 집합이 공존하고 사용되는 것입니다.[2]

History

Ancient Greek official bronze weights dating from around the 6th century BC, exhibited in the Ancient Agora Museum in Athens, housed in the Stoa of Attalus.
Weighing grain, from the Babur-namah[9]

무거움과 가벼움의 개념에 대한 논의는 고대 그리스 철학자(ancient Greek philosophers)로 거슬러 올라갑니다. 이들은 전형적으로 대상의 고유한 속성으로 생각되었습니다. 플라톤(Plato)은 무게를 사물의 친족을 찾으려는 그것들의 자연스러운 경향이라고 설명했습니다. 아리스토텔레스(Aristotle)에게, 무거움과 가벼움은 공기, 흙, 불, 및 물과 같은 기본 요소의 자연 질서를 복원하려는 경향을 나타냅니다. 그는 땅에 절대 무거움을, 불에 절대 가벼움을 부여했습니다. 아르키메데스(Archimedes)는 무게를 부력에 반대되는 양으로 보았고, 둘 사이의 충돌은 물체가 가라앉거나 뜨는지를 결정합니다. 무게에 대한 첫 번째 조작상의 정의는 무게를 "저울에 의해 측정될 때, 또 다른 것에 비해 한 물체의 무거움 또는 가벼움"으로 정의했던 유클리드(Euclid)에 의해 주어졌습니다.[2] (정의가 아니라) 조작상의 저울은, 어쨌든, 훨씬 더 오래되었습니다.[10]

아리스토텔레스에 따르면, 무게는 물체의 낙하 운동의 직접적인 원인이었고, 떨어지는 물체의 속력은 물체의 무게에 직접 비례한다고 가정했습니다. 중세 학자들이 실제로 떨어지는 물체의 속력이 시간이 지남에 따라 증가한다는 것을 발견함에 따라, 이러한 인과 관계를 유지하기 위해 무게 개념이 변경되었습니다. 무게는 일정하게 유지되는 "정지된 무게" 또는 pondus와 물체가 떨어지면서 변하는 실제 중력 또는 gravitas으로 나뉩니다. gravitas의 개념은 결국 모멘텀(momentum)에 대한 전조, 장 뷔리당(Jean Buridan)추진력(impetus)에 의해 대체되었습니다.[2]

코페르니쿠스적 세계관(Copernican view of the world)의 부상은 물체와 같은 것은 끌어 당기지만 천체의 맥락에 있다는 플라톤 아이디어의 부활로 이어졌습니다. 17세기에, 갈릴레오(Galileo)는 무게 개념에서 상당한 발전을 이루었습니다. 그는 움직이는 물체와 정지해 있는 물체 사이의 무게 차이를 측정하는 방법을 제안했습니다. 궁극적으로, 그는 무게가 아리스토텔레스 학파의 물리학 관점에 의해 가정된 운동의 속력이 아니라 물체의 물질의 양에 비례한다고 결론지었습니다.[2]

Newton

뉴턴의 운동 법칙(Newton's laws of motion)의 도입과 뉴턴의 만유인력 법칙(Newton's law of universal gravitation)의 발전은 무게 개념의 나아가서 상당한 발전으로 이어졌습니다. 무게는 기본적으로 질량(mass)과 분리하게 되었습니다. 질량은 그것들의 관성(inertia)과 연결된 물체의 기본 속성으로 식별되지만, 무게는 물체에 작용하는 중력과 식별하게 되고 따라서 물체의 맥락에 따라 달라집니다. 특히, 뉴턴은 무게를 중력의 끌어당김을 초래하는 또 다른 물체에 대한 상대적인 것, 예를 들어 태양을 향한 지구의 무게로 고려했습니다.[2]

뉴턴은 시간과 공간이 절대적인 것으로 고려했습니다. 이것은 그에게 개념을 실제 위치와 실제 속도로 생각하는 것을 허용했습니다. 뉴턴은 역시 무게 측정의 동작에 의해 측정된 무게가 부력과 같은 환경적 요인의 영향을 받는다는 것을 인식했습니다. 그는 이것을 불완전한 측정 조건으로 인한 잘못된 무게로 고려하여, 중력에 의해 정의된 실제 무게(true weight)와 비교하여 겉보기 무게(apparent weight)라는 용어를 도입했습니다.[2]

뉴턴 물리학은 무게와 질량 사이를 분명하게 구분했지만, 사람들이 질량을 의미할 때 무게라는 용어는 계속해서 공통적으로 사용되었습니다. 이로 인해 1901년 제3차 도량형 총회(General Conference on Weights and Measures, 줄여서 CGPM)는 공식적으로 "무게라는 단어는 과 같은 성질의 양을 나타냅니다: 물체의 무게는 그것의 질량과 중력에 기인한 가속도의 곱입니다"라고 선언했고, 따라서 공식적인 사용을 위한 무게를 질량과 구별됩니다.

Relativity

20세기에, 절대 시간과 공간에 대한 뉴턴의 개념은 상대성 이론에 의해 도전을 받았습니다. 아인슈타인의 동등성 원리(equivalence principle)는 움직이거나 가속하는 모든 관찰자를 같은 기반 위에 놓습니다. 이것은 중력과 무게를 정확히 무엇을 의미하는지 모호하게 만들었습니다. 가속 엘리베이터 안에서 저울은 중력장에서 저울과 구별될 수 없습니다. 따라서 중력과 무게는 본질적으로 프레임-종속적인 양이 되었습니다. 이것은 물리학과 화학과 같은 기초 과학에서 불필요한 개념의 포기를 촉발했습니다. 그럼에도 불구하고, 그 개념은 물리학 교육에서 여전히 중요했습니다. 상대성 이론에 의해 도입된 모호성은 1960년대부터 교수 공동체에서 학생들을 위한 무게를 정의하는 방법에 대한 상당한 논쟁으로 이어졌으며, 무게에 대한 명목상의 정의를 중력으로 인한 힘으로 정의하거나 무게를 측정하는 행위에 의해 조작상의 정의 사이에서 선택하는 것입니다.[2]

Definitions

This top-fuel dragster can accelerate from zero to 160 kilometres per hour (99 mph) in 0.86 seconds. This is a horizontal acceleration of 5.3 g. Combined with the vertical g-force in the stationary case the Pythagorean theorem yields a g-force of 5.4 g. It is this g-force that causes the driver's weight if one uses the operational definition. If one uses the gravitational definition, the driver's weight is unchanged by the motion of the car.

여러 정의가 무게(weight)에 대한 존재하지만, 모두가 동등한 것은 아닙니다.[3][11][12][13]

Gravitational definition

입문 물리학 교과서에서 볼 수 있는 가장 공통적인 무게의 정의는 무게를 중력에 의해 물체에 가해지는 힘으로 정의합니다.[1][13] 이것은 종종 공식 W = mg으로 표현되며, 여기서 W는 무게, m은 물체의 질량, 및 g중력 가속도(gravitational acceleration)입니다.

1901년에, 제3차 도량형 총회(General Conference on Weights and Measures, 줄여서 CGPM)는 무게에 대한 공식 정의로 이것을 다음과 같이 설정했습니다:

"단어 무게과 같은 성질의 양을 나타냅니다:[Note 1] 물체의 무게는 그것의 질량과 중력으로 인한 가속도의 곱입니다."

— Resolution 2 of the 3rd General Conference on Weights and Measures[15][16]

힘은 벡터 양이므로, 이 해결책은 무게를 벡터로 정의합니다. 어쨌든, 일부 교과서는 다음을 정의함으로써 무게를 스칼라로 취하기도 합니다:

"물체의 무게 W는 물체에 작용하는 중력의 크기 Fg와 같습니다."[17]

중력 가속도는 장소에 따라 다릅니다. 때로는, 단순히 표준 무게(standard weight)를 제공하는 9.80665 m/s2표준 값(standard value)을 갖는 것으로 취합니다.[15]

그 크기가 mg 뉴턴과 같은 힘은 m 킬로그램 무게(m kilogram weight)라고도 알려져 있습니다 (그 용어는 kg-wt로 축약됩니다).[18]

Measuring weight versus mass
Left: A spring scale measures weight, by seeing how much the object pushes on a spring (inside the device). On the Moon, an object would give a lower reading. Right: A balance scale indirectly measures mass, by comparing an object to references. On the Moon, an object would give the same reading, because the object and references would both become lighter.

Operational definition

조작상의 정의에서, 물체의 무게는 무게를 측정하는 동작으로 측정된 힘이며, 그것이 지지대에 가하는 힘(the force it exerts on its support)입니다.[11] W는 지구 중심에 의해 물체에 작용하는 아래로 향한 힘이고 물체에는 가속도가 없기 때문에, 물체에 대한 지지에 의해 반대이고 같은 힘이 존재합니다. 역시, 그것은 작용과 반작용이 같은 수치적 값과 반대의 방향을 가지므로 지지대에 물체가 가하는 힘과 같습니다. 이것은 세부 사항에 따라 상당한 차이를 만들 수 있습니다; 예를 들어, 자유 낙하(free fall)하는 물체는 지지대에 임의의 힘을 거의 가하지 않으며, 이를 공통적으로 무중력(weightlessness) 상태라고 합니다. 어쨌든, 자유 낙하(free fall) 중에 있는 것은 중력 정의에 따라 무게에 영향을 미치지 않습니다. 그러므로, 조작상의 정의는 때때로 물체가 정지해 있어야 함을 요구함으로써 정제됩니다. 어쨌든, 이것은 "정지 상태"를 정의하는 문제를 제기합니다 (보통 지구에 관해 정지하는 것은 표준 중력(standard gravity)을 사용함으로써 함축됩니다). 조작상의 정의에서, 지구 표면에 정지해 있는 물체의 무게는 지구의 자전으로 인한 원심력의 영향으로 인해 줄어듭니다.

보통 주어진 조작상의 정의는 공기나 물과 같은 유체에 잠겨 있을 때 물체의 측정된 무게를 줄이는 부력(buoyancy)의 영향을 명시적으로 배제하지 않습니다. 결과적으로, 떠 있는 풍선이나 물에 떠 있는 물체는 영 무게를 가진다고 말할 수 있습니다.

ISO definition

국제 표준 ISO/IEC 80000의 일부로 역학에서 기본 물리량과 단위를 설명하는 ISO 국제 표준 ISO 80000-4:2006에서,[19] 무게의 정의는 다음과 같이 주어집니다:

Definition

,
여기서 m은 질량이고 g는 자유 낙하의 지역 가속도입니다.

Remarks

  • 참조 프레임이 지구일 때, 이 양은 지역 중력뿐만 아니라, 위도에 따라 달라지는 지구의 자전으로 인한 지역 원심력도 포함합니다.
  • 공기의 부력의 영향은 무게에서 제외됩니다.
  • 공통적인 말투에서, "무게"라는 이름은 "질량"을 의미하는 곳에서 계속 사용되지만, 이 관행은 더 이상 사용되지 않습니다.
— ISO 80000-4 (2006)

그 정의는 선택한 참조 프레임(frame of reference)에 따라 다릅니다. 선택된 프레임이 문제에서 대상과 함께 움직일 때, 이 정의는 조작상의 정의와 정확하게 일치합니다.[12] 만약 지정된 프레임이 지구 표면이면, ISO와 중력 정의에 따른 무게는 지구의 자전으로 인한 원심 효과에 의해서만 다릅니다.


Apparent weight

많은 실제 상황에서, 무게를 측정하는 행위는 사용된 정의에 의해 제공되는 이상적인 값과 다른 결과를 생성할 수 있습니다. 이것은 보통 물체의 겉보기 무게로 참조됩니다. 이것의 공통적인 예는 물체가 유체에 잠겨 있을 때 유체(fluid)의 변위는 물체에 위쪽으로 힘을 가하여 저울로 무게를 가할 때 더 가볍게 보이게 하는 부력(buoyancy)의 효과입니다.[20] 겉보기 무게는 부상(levitation)과 기계적 서스펜션에 의해 유사하게 영향을 받을 수 있습니다. 무게의 중력의 정의가 사용될 때, 가속하는 저울에 의해 측정된 조작상의 무게는 종종 겉보기 무게로 참조됩니다.[21]

Mass

An object with mass m resting on a surface and the corresponding free body diagram of just the object showing the forces acting on it. Notice that the amount of force that the table is pushing upward on the object (the N vector) is equal to the downward force of the object's weight (shown here as mg, as weight is equal to the object's mass multiplied with the acceleration due to gravity): because these forces are equal, the object is in a state of equilibrium (all the forces and moments acting on it sum to zero).

현대 과학적 사용에서, 무게와 질량은 기본적으로 다른 양입니다: 질량은 물질(matter)고유한(intrinsic) 속성인 반면, 무게는 물질에 대한 중력(gravity)의 작용으로 인해 발생하는 입니다: 중력이 해당 물질을 얼마나 강하게 당기는지 측정합니다. 어쨌든, 대부분의 실용적인 일상 상황에서, "무게"라는 단어는 엄격하게 "질량"을 의미할 때 사용됩니다.[8][22] 예를 들어, 대부분의 사람들은 킬로그램이 질량 단위임에도 불구하고 물체의 "무게가 1킬로그램"이라고 말합니다.

중력의 강도가 지구 표면에서 너무 많이 변하지 않기 때문에, 질량과 무게 사이의 구분은 많은 실제적인 목적에서 중요하지 않습니다. 균등 중력 필드에서, 물체에 작용하는 중력 (그것의 무게)은 그것의 질량에 직접 비례(directly proportional)합니다. 예를 들어, 물체 A의 무게는 물체 B의 10배이므로, 따라서 물체 A의 질량은 물체 B의 질량보다 10배 더 큽니다. 이것은 물체의 질량은 무게를 간접적으로 측정할 수 있고, 따라서, 매일 목적을 위해, 무게를 재는 것(weighing) (저울을 사용)은 전적으로 허용되는 질량 측정 방법입니다. 유사하게, 저울(balance)은 측정된 항목의 무게를 알려진 질량의 물체(들)의 무게와 비교함으로써 간접적으로 질량을 측정합니다. 측정된 항목과 비교 질량이 거의 같은 위치에 있으므로, 따라서 같은 중력 필드(gravitational field)를 경험하며, 중력 변화의 영향은 비교 또는 결과 측정에 영향을 미치지 않습니다.

지구의 중력 필드(gravitational field)는 균등하지 않지만 지구상의 다른 위치에서 0.5%만큼 다를 수 있습니다 (지구 중력 참조하십시오).[23] 이들 변화는 무게와 질량 사이의 관계를 변경하고, 간접적으로 질량을 측정하기 위한 고-정밀 무게 측정에서 고려되어야 합니다. 지역 무게를 측정하는 스프링 저울(Spring scales)은 이 표준 무게를 표시하기 위해 물체가 사용될 위치에서 교정되어야 교환에서 적법합니다.

이 테이블은 지구 표면의 다양한 위치에서 중력으로 인한 가속도의 변화 (및 따라서 무게의 변화)를 보여줍니다.[24]

Location Latitude m/s2 Absolute difference from equator Percentage difference from equator
Equator 9.7803 0.0000 0%
Sydney 33°52′ S 9.7968 0.0165 0.17%
Aberdeen 57°9′ N 9.8168 0.0365 0.37%
North Pole 90° N 9.8322 0.0519 0.53%

"질량"에 대한 "무게"의 역사적 사용은 일부 과학 용어에서도 지속됩니다 – 예를 들어, "원자 무게", "분자 무게", 및 "공식 무게"이라는 화학(chemical) 용어는 선호되는 "원자 질량", 등보다는 여전히 발견될 수 있습니다.

예를 들어, 달 표면과 같은 다른 중력 필드에서, 물체는 지구와 상당히 다른 무게를 가질 수 있습니다. 달 표면에서 중력은 지구 표면의 중력의 약 6분의 1에 불과합니다. 일-킬로그램의 질량은 여전히 일-킬로그램의 질량이지만 (질량은 물체의 고유한 속성이기 때문에), 중력으로 인한 아래쪽 힘과 그에 따른 무게는 물체가 지구에서 가질 수 있는 것의 6분의 1에 불과합니다. 따라서 질량 180 파운드인 사람이 달을 방문할 때 무게는 약 30 파운드-힘에 불과합니다.

SI units

대부분의 현대 과학 연구에서, 물리량은 SI 단위로 측정됩니다. 무게의 SI 단위는 힘의 단위와 같습니다: 뉴턴(newton, N) – SI 기본 단위(SI base units)로 kg⋅m/s2 (킬로그램 곱하기 초당 미터 제곱)로 표현할 수도 있는 유도 단위입니다.[22]

상업 및 일상적인 사용에서, "무게"라는 용어는 보통 질량을 의미하기 위해 사용되고, 동사 "to weigh"는 "to determine the mass of" 또는 "to have a mass of"를 의미합니다. 이러한 의미에서 사용되는, 적절한 SI 단위는 킬로그램(kilogram, kg)입니다.[22]

2019년 5월 20일 당시, 물체의 무게를 평가하기 위해 필수적인 킬로그램은 플랑크 상수의 관점에서 재정의되었습니다. 새로운 정의는 재료의 실제 양에 영향을 미치지 않지만 측정의 품질을 높이고 그것과 관련된 불확실성을 줄입니다.[25] 플랑크 상수를 사용하기 전에는, 물리적인 대상은 표준으로 사용되었습니다. 프랑스 세브르(Sèvres)에서 금고에 있는 그 물체는 1889년에 처음 도입된 이래로 그것의 질량이 약 50마이크로그램 정도 변동했습니다.[26] 당연한 결과로써, 다음이 참이어야 합니다. 예를 들어 지구에서나 달에서나 같아야 하는 질량은 참조되어야 하기 때문에 지구에서만 유효합니다. 역시, 무게 측정을 시간에 따라 변하는 표준과 비교하는 것은 이를테면 그것이 사용되었던 당시와 순간에서 그것의 실제 값을 인용하지 않고는 참조로 사용될 수 없습니다. 그러므로, 킬로그램을 재정의하기 위해, 관련된 모든 National Metrology Institutes (NMI)는 IPK에 대해 보정되었던 질량을 평가함으로써 플랑크 상수의 새로운 값을 결정했습니다.[27] 이 정도까지 일 킬로그램은 h/(6.62607015×10^(-34) ) m^(-2) s와 같으며 그것은 1 m^(-2) s와 같습니다. 킬로그램은 재정의 전과 같은 양으로 유지되어 왔습니다.[27] 그러나 2019년 5월 당시, 측정되고 기록된 무게는 역추적되었고 현재와 미래 연구에 대해 비교로 사용될 수 있습니다.

Pound and other non-SI units

미국 관습 단위(United States customary units)에서, 파운드는 힘의 단위 또는 질량의 단위가 될 수 있습니다.[28] 단위의 일부 구별되고, 별개의 하위 시스템에 사용되는 관련된 단위에는 파운덜(poundal)슬러그(slug)를 포함합니다. 파운덜은 1파운드 질량의 물체를 1 ft/s2로 가속하는 데 필요한 힘으로 정의되고 파운드 힘의 약 1/32.2와 동등합니다. 슬러그는 1파운드-힘이 그것에 가해졌을 때 1 ft/s2로 가속되는 질량의 양으로 정의되고, 약 32.2 파운드(질량)와 동등합니다.

킬로그램-힘은 표준 지구 중력 (정확히 9.80665 뉴턴과 같음)에서 1-킬로그램 질량이 가하는 힘으로 정의되는 비-SI 힘의 단위입니다. 다인(dyne)은 힘의 cgs 단위이고 SI의 일부가 아니지만, cgs 질량 단위, 그램(gram)으로 측정된 무게는 SI의 일부로 유지됩니다.

Sensation

무게의 감각은 안의 귀에 있는 삼-차원 튜브의 집합, 전정 시스템(vestibular system)에서 유체에 의해 가해지는 힘에 의해 발생합니다. 그것은 이것이 중력이 있는 상태에서 정지해 있기 때문인지, 또는 사람이 움직이고 있으면, 리프트의 가속 또는 감속의 경우와 같이 물체에 작용하는 임의의 다른 힘의 결과, 또는 급격하게 회전할 때의 원심력의 여부와 상관없이, 사실 g-force의 감각입니다.

Measuring

A weighbridge, used for weighing trucks

무게는 공통적으로 두 가지 방법 중 하나를 사용하여 측정됩니다. 스프링 저울(spring scale) 또는 유압식 또는 공압식 저울(hydraulic or pneumatic scale)은 지역 무게, 물체에 대한 중력의 지역 힘 (엄밀히 말하면 겉보기 무게 힘(apparent weight force))을 측정합니다. 중력의 지역 힘은 다른 위치에서 최대 0.5%까지 달라질 수 있으므로, 스프링 저울은 다른 위치에서 같은 물체 (같은 질량)에 대해 약간 다른 무게를 측정합니다. 무게를 표준화하기 위해, 저울은 항상 9.80665 m/s2 (약 32.174 ft/s2)의 공칭 표준 중력(standard gravity)에서 물체가 가질 무게를 읽도록 보정됩니다. 어쨌든, 이 보정은 공장에서 수행됩니다. 저울을 지구의 다른 위치로 옮길 때, 중력의 힘이 달라질 것이고, 약간의 오차가 발생합니다. 따라서 상업에 대해 매우 정확하고 합법화하기 위해, 스프링 저울(spring scales)은 그것들이 사용될 위치에서 다시 교정되어야 합니다.

반면에 천칭(balance)은 레버(lever) 메커니즘인 레버 천칭을 사용하여 한 저울 팬에 있는 알 수 없는 물체의 무게를 다른 저울에 있는 표준 질량의 무게와 비교합니다. 표준 질량은 종종 비-기술적으로 "무게"로 참조됩니다. 중력에서 임의의 변화는 알려지지 않은 무게와 알려진 무게에 동일하게 작용하기 때문에, 지렛대-천칭은 지구상의 임의의 위치에서 같은 값을 나타냅니다. 그러므로, 천칭 "무게"는 보통 질량(mass) 단위로 보정되고 표시되므로, 레버-천칭은 미지의 물체에 대한 지구의 인력과 저울 팬의 표준 질량을 비교하여 질량을 측정합니다. 중력 필드가 없으면, 행성체 (예를 들어 우주)에서 멀리 떨어져 있을 때, 레버-천칭이 작동하지 않지만, 예를 들어 달에서는 지구에서와 같은 판독 값을 제공합니다. 일부 천칭은 무게 단위로 표시되지만, 무게는 표준 중력에 대해 공장에서 보정되기 때문에, 천칭은 표준 중량, 즉 물체에 대한 실제 중력의 지역 힘이 아니라 표준 중력에서 물체의 무게를 측정합니다.

물체에 대한 중력의 실제 힘이 필요하면, 이것은 (일상 작업에 대해) 표준 중력 또는 (정밀 작업에 대해) 정밀 지역 중력에 중력에 기인한 가속도를 천칭에 의해 측정된 질량을 곱함으로써 계산될 수 있습니다. 다른 위치에서의 중력 가속도의 테이블은 웹에서 찾을 수 있습니다.

총 무게(Gross weight)는 일반적으로 상업 또는 무역 응용에서 볼 수 있는 용어이고, 제품과 그것의 포장의 총 무게를 나타냅니다. 반대로, 순 중량(net weight)은 제품 단독의 무게를 말하며, 용기 또는 포장의 중량을 뺍니다; 그리고 용기 무게(tare weight)는 포장 단독의 무게입니다.

Relative weights on the Earth and other celestial bodies

아래 테이블은 태양, 지구의 달, 태양계에서 각 행성의 상대적인 표면에서 중력 가속도(gravitational accelerations at the surface)를 보여줍니다. "표면"은 가스 거인 (목성, 토성, 천왕성, 및 해왕성)의 구름 꼭대기를 의미하는 것으로 취합니다. 태양에 대해, 표면은 광구(photosphere)를 의미하는 것으로 취합니다. 테이블의 값은 행성 회전의 원심 효과 (및 가스 거인에 대해 구름 꼭대기 풍속)에 대해 감소되지 않았고, 따라서 일반적으로 말해서, 극 근처에서 경험하게 될 실제 중력과 유사합니다.

Body Multiple of
Earth gravity
Surface gravity
m/s2
Sun 27.90 274.1
Mercury 0.3770 3.703
Venus 0.9032 8.872
Earth 1 (by definition) 9.8226[29]
Moon 0.1655 1.625
Mars 0.3895 3.728
Jupiter 2.640 25.93
Saturn 1.139 11.19
Uranus 0.917 9.01
Neptune 1.148 11.28

See also

Notes

  1. ^ The phrase "quantity of the same nature" is a literal translation of the French phrase grandeur de la même nature. Although this is an authorized translation, VIM 3 of the International Bureau of Weights and Measures recommends translating grandeurs de même nature as quantities of the same kind.[14]

References

  1. ^ a b Richard C. Morrison (1999). "Weight and gravity - the need for consistent definitions". The Physics Teacher. 37: 51. Bibcode:1999PhTea..37...51M. doi:10.1119/1.880152.
  2. ^ a b c d e f g h Igal Galili (2001). "Weight versus gravitational force: historical and educational perspectives". International Journal of Science Education. 23: 1073. Bibcode:2001IJSEd..23.1073G. doi:10.1080/09500690110038585.
  3. ^ a b Gat, Uri (1988). "The weight of mass and the mess of weight". In Richard Alan Strehlow (ed.). Standardization of Technical Terminology: Principles and Practice – second volume. ASTM International. pp. 45–48. ISBN 978-0-8031-1183-7.
  4. ^ Knight, Randall D. (2004). Physics for Scientists and Engineers: a Strategic Approach. San Francisco,USA: Addison–Wesley. pp. 100–101. ISBN 0-8053-8960-1.
  5. ^ Bauer, Wolfgang and Westfall, Gary D. (2011). University Physics with Modern Physics. New York: McGraw Hill. p. 103. ISBN 978-0-07-336794-1.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
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  7. ^ Hewitt, Paul G. (2001). Conceptual Physics. USA: Addison–Wesley. p. 159. ISBN 0-321-05202-1.
  8. ^ a b The National Standard of Canada, CAN/CSA-Z234.1-89 Canadian Metric Practice Guide, January 1989:
    • 5.7.3 Considerable confusion exists in the use of the term "weight." In commercial and everyday use, the term "weight" nearly always means mass. In science and technology "weight" has primarily meant a force due to gravity. In scientific and technical work, the term "weight" should be replaced by the term "mass" or "force," depending on the application.
    • 5.7.4 The use of the verb "to weigh" meaning "to determine the mass of," e.g., "I weighed this object and determined its mass to be 5 kg," is correct.
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