| English | 의미 |
|---|---|
| mass/mæs/ | 질량 |
| weight/weɪt/ | 무게 |
| density/ˈdensɪti/ | 밀도 |
| matter/ˈmætə/ | 물질 |
| gravity/ˈɡrævɪti/ | 중력 |
| gravitational field strength/ˌɡrævɪˈteɪʃənl fiːld streŋθ/ | 중력장 세기 |
| displacement/dɪˈspleɪsmənt/ | 배수법 |
같은 당신, 달에서는 더 가벼움
- 우주비사이는 달에서 높이 점프할 수 있고 가벼운 느낌을 받습니다.
- 그러나 그들은 지구에 있는 것과 정확히 같은 물질로 이루어져 있습니다.
- 이 퍼즐은 두 가지 다른 개념으로 해결됩니다: 질량과 무게. 그리고 우리는 밀도를 측정합니다.
질량
- 질량은 물체 내에 포함된 물질의 양입니다.
- 킬로그램(kg) 단위로 측정합니다.
- 물체를 이동시켜도 질량은 변하지 않습니다 — 달이나 우주, 어디든 마찬가지입니다.
- 저울은 알 수 없는 질량을 알려진 질량과 비교합니다.
무게와 질량
W = mg
무게는 질량에 비례합니다 — 기울기는 중력장 강도 g(지구에서는 약 10 N/kg)입니다.
무게
- 무게는 질량에 작용하는 중력입니다. 단위는 뉴턴(N)입니다.
- 무게는 변할 수 있습니다: 달의 중력이 약하기 때문에 달 위에서는 무게가 작습니다.
- 중력장 강도는 단위 질량당 힘입니다:
- 따라서 무게는 $W = mg$입니다. 지구에서 $g \approx 9.8\ \text{N/kg}$ — 자유 낙하 가속도와 동일한 수치입니다.
Falling object는 공기 저항이 무게와 같아질 때까지 가속합니다
떠오르기 및 밀도
물체의 밀도와 액체를 변경하면, 물체가 액체보다 밀도가 낮으면 떠 있으며, 밀도가 높을수록 물 속에 잠기는 부분이 더 많아집니다. 철은 물에 가라앉지만 수은 위에는 떠 있습니다.
우주비행사가 지구에서 달로 이동합니다. 그들의 질량과 무게는 어떻게 변합니까?
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
질량(물질의 양)은 절대 변하지 않습니다. 무게는 중력의 힘이며, 달의 중력은 더 약하므로 무게는 작아집니다.
가방의 질량이 $5.0\ \text{kg}$입니다. Earth에서의 무게는 몇 N입니까? ($g = 9.8\ \text{N/kg}$을 사용하십시오.)
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$W = mg = 5.0 \times 9.8 = 49\ \text{N}$.
밀도
- 밀도는 단위 부피당 압축된 질량입니다:
- 기호 $\rho$는 그리스 문자 "로"입니다. 단위는 $\text{kg/m}^3$ 또는 $\text{g/cm}^3$입니다.
- 측정 방법: 저울을 사용하여 질량을 구하고, 부피를 구한 뒤 나누면 됩니다.
- 규칙형 고체(상자): 가장자리 길이를 측정하여 부피를 계산합니다.
- 불규칙형 고체(바위): 계량실리ندر 속 물에 담그면 — 물면 상승분이 부피입니다(배수법).
금속 블록의 질량이 $240\ \text{g}$이고 부피가 $30\ \text{cm}^3$입니다. 이 블록의 밀도는 g/cm³로 몇 입니까?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$\rho = \dfrac{m}{V} = \dfrac{240}{30} = 8.0\ \text{g/cm}^3$.
작고 이상한 모양의 돌의 부피를 어떻게 구합니까?
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돌이 물을 위로 밀어 올립니다. 수위 상승치는 돌의 부피와 같으며, 이를 배수법(displacement method)이라고 합니다.
계량 실린더의 물 readings가 $50\ \text{cm}^3$입니다. 돌을 추가한 후 readings가 $74\ \text{cm}^3$로 바뀝니다. 돌의 부피는 cm³로 몇 입니까?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
부피는 수위 상승치입니다: $74 - 50 = 24\ \text{cm}^3$.
뜨고 가라앉기
- 물체의 밀도가 액체의 밀도보다 작으면 뜨;
- 밀도가 크면 가라앉습니다.
- 얼음이 물 위에 뜨는 것은 얼미가 물보다 약간 밀도가 낮기 때문입니다.
물체의 밀도가 액체의 밀도보다 작으면 액체 위에 떠 있습니다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
액체보다 밀도가 낮음 → 떠 있음; 액체보다 밀도가 높음 → 가라앉음
이해했습니다
- 질량 = 물질의 양(kg), 절대 변하지 않음; 무게 = 중력의 힘(N), $W = mg$
- $g = \dfrac{W}{m} \approx 9.8\ \text{N/kg}$ 지구에서
- 밀도 $\rho = \dfrac{m}{V}$; 불규칙한 모양의 부피는 배수법으로 구함
- 밀도가 액체보다 작으면 뜨다