안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
물리학에서 질량은 처음부터 속도를 바꾸기 얼마나 어려운지를 나타내는 양으로 정의돼요. 두 물체를 같은 힘으로 밀었을 때 가속도가 절반만 나오는 쪽이 질량이 두 배라고 정하는 거예요. 그래서 F=ma는 같은 힘이면 질량과 가속도가 반비례한다는 관계를 담고 있어요.
미시적으로 보면 질량이 큰 물체는 원자가 그만큼 많이 모여 있어요. 바깥에서 준 힘은 이 원자들 전체를 함께 움직이는 데 나눠 써야 하니, 원자 수가 두 배면 하나하나가 받는 몫이 절반이 되고 전체 가속도도 절반이 돼요. 같은 힘으로 밀어도 짐이 가득 찬 카트가 빈 카트보다 훨씬 굼뜨게 출발하는 모습을 떠올리면 돼요.
이 성질은 무게가 없는 곳에서도 그대로 남아요. 국제우주정거장에서는 저울에 올라가도 0이 나오니까, 우주비행사가 스프링 장치에 몸을 싣고 앞뒤로 흔들리는 주기를 재서 질량을 측정해요. 질량이 클수록 잘 안 움직여서 주기가 길어지거든요. 흥미롭게도 이 관성 질량은 중력을 받는 정도인 중력 질량과 정확히 같아서, 무거운 물체가 중력을 더 받는 만큼 덜 가속돼 모든 물체가 같은 빠르기로 떨어져요 :)