전자저울로 질량을 왜 재나요 (중2 밀도)

Question

밀도를 측정하기 위해 질량을 재잖아요 그런데 이때 전자저울을 사용하던데 전자저울은 무게를 측정하는 것 아닌가요? 왜 질량을 측정하는데 무게를 측정하는 전자저울을 사용하나요?

Answer 1

안녕하세요. 질문해주신 사항에 대해 답변 드리자면, 우선 질량(m)은 물체가 가진 물질의 양, 위치에 관계없이 변하지 않으며 단위로는 g, kg을 사용합니다. 다음으로 무게(W)는 물체가 중력에 의해 끌리는 힘, W=m×g으로 나타내며, 단위는 N입니다. 즉, 질량은 얼마나 많은 물질이 들어있나를 뜻하고, 무게는 그 물질이 중력 때문에 얼마나 세게 끌려가나를 뜻합니다. 따라서 전자저울은 사실 물체의 무게(힘)를 직접 감지하는데요 물체를 올리면, 그 무게에 해당하는 힘이 저울 내부의 센서에 전달되며, 저울은 그 힘을 전기 신호로 바꾸어 표시합니다. 그런데 여기서 중요한 점은, 저울이 중력이 일정한 조건, 예를 들어서 지구 표면, g ≈ 9.8 m/s²에서 사용된다는 전제로, 측정된 무게를 자동으로 질량 단위(g, kg)로 환산해서 보여준다는 것입니다.

이때 보통 일상생활이나 실험실에서 사용하는 저울은 중력가속도 g가 일정하다는 전제를 깔고 있는데요, 따라서 무게와 질량이 비례 관계이므로, 무게를 측정해서 질량 값으로 환산해 주는 방식으로 쓰는 것입니다. 예를 들어 100 g짜리 추를 표준으로 삼아 저울을 교정하면, 다른 물체도 같은 조건에서 그에 비례하는 질량으로 표시되는 것입니다. 따라서 전자저울은 실제로는 무게(힘)를 측정하지만, 지구 표면에서 무게와 질량은 일정한 비례 관계에 있으므로 질량으로 환산해 표시하는 것이며, 그래서 과학 수업이나 밀도 측정 같은 실험에서는 전자저울을 사용해 질량(g, kg)을 구하는 것이 가능합니다. 감사합니다.