Kg 및 Kgf의 차이
kg은 질량이라하고, kgf (kg force)은 힘의 단위입니다. 지구상에서 kg 무게와 동일
25kgf라면 지구상에서 25kg의 물건에 걸리는 중력 (무게)입니다.
질량은 중력이 일하고 같이 일하던 내가 변경되지 않지만, 무게는 달라질 수 있습니다.
내하중 등은 당연히 걸리는 힘이 문제가 되는 것이기 때문에 kgf 아니면 안됩니다.
kgf는 킬로그램 힘 이라고 하고 1kg의 질량의 물체가 받는 중력의 크기 입니다.
kg은 질량이고, kgf는 받는 중력의 크기를 나타냅니다. 따라서 kg으로 고치는 것은 불가능합니다.
1 kgf = 9.80665 N (뉴턴)
[kgf] 은 질량 1 [kg]의 물체에 지구의 중력 가속도 (9.8 (m / s ^ 2))이 더해진 때의 힘입니다.
우리가 평소 "1 (kg)의 무게」라고 하는 것은, 질량 1
[kg]의 물체에 작용하는 힘 (즉, 9.8 (N))
입니다. 질량과 힘을 분리 하여 생각하지 않으면 혼란되는 사람이 많지만 정의를 이해하면 괜찮
습니다.
[kgf]와 [N]은 둘다 힘의 단위이므로 서로 변환 할 수 있지만 [kg]은 질량의 단위이므로 힘의
단위로 환산할 수 없습니다.
Kgf에서 N (뉴턴)을 사용하려면?
N은 "무게" 이고 kg은 "질량"의 단위이므로 "1N = ○ kg"환산 할 수 없습니다
무게의 단위 [kgf]는 국제 단위계와 계량법 등의 법률에서는 사용이 금지되어 있습니다.
질량 m [kg]의 물체는 9.8 [m / s ^ 2] 중력 가속도를 받는 환경에서는
m [kg] × 9.8 [m / s ^ 2] = 9.8m [N] 무게가 됩니다.
이 무게를 옛날 단위계에서 m [kgf]로 표시했습니다. 따라서,
m [kgf] 와 9.8m [N]은 같기 때문에 환산율 9.8 [N /
kgf]으로 환산 할 수 있습니다.
m [kgf] × 9.8 [N / kgf] = 9.8m [N]
수식은 값도 단위도 같이 일치해야 합니다.
F ≠ 9.8F, [kgf] ≠ [N] 그러므로 F [kgf] = 9.8F [N]은 쓰지 않습니다.
이전(옛날) 단위계에서는 질량 1 [kg] 물체의 지구에서의 무게가 1 [kgf] 로 나타낼 수 있으므로
편리하다고 생각했지만, 질량과 무게의 구별이 되지 않습니다. 혼란스럽습니다 .
그래서 현재는 무게의 단위 [kgf]는 국제 단위계와 계량법 등의 법률에서는 사용이 금지
되었습니다.
이전에 학교 교육시간에 kg중(重)이 이용되고 있었지만,
국제 단위계 (SI)를 도입하기 위해 현재
학교에서는 무게 약 100 그램의 물체에 작용하는 중력을 1 뉴턴 이라고 정의 하고 가르치고
있습니다
"kg 중"은 사용하지 않는 것인가요?
힘의 단위는 일단 kg 중 [킬로그램 중] 이라는 단위를 사용했습니다. (kgf, kgw도 마찬가지).
이런 단위로 배웠다는 사람도 많다고 생각합니다.
kg중 은 질량 1kg의 물체에 일하는 지구 중력의 크기를 기준으로 한 것입니다.
이 단위는 질량과 무게의 값이 같게 되므로 편리 합니다.
그러나 질량 1kg의 무게가 항상 어디에서나 1kg중 인가 하면, 그렇지는 않습니다.
국제 우주 정거장과 우주 왕복선에서 사람이나 사물이 무성한 떠돌고 있는 모습을 본 적이 있을
것입니다. 이른바 무중력 상태입니다. 무중력 상태에서는 물체에 작동 중력은 외관상 제로,
즉 '무게'는 0 가 됩니다.
또한 "달에서는 몸이
가벼워진다"라 든지, "달의 무게는 6 분의 1” 이 된다. 는 것을 들어 본 적이
있을 것입니다. 달과 지구에서는 중력 (가속도)의 크기가 다르기 때문에 지구상에서는 무게가
다릅니다. 따라서, 무게는 어떤 위치에 따라 변화하는 양(量) 입니다.
우주와 달 뿐만 아니라, 사실상 지구상에서도 위치에 따라 무게가 다릅니다.
예를 들어, 위도 45도 해수면에서 질량 1kg의 물체의 무게는 1kg 무게입니다. 그러나 이것을
적도에 가지고 가면, 무게는 997g중 이 되고, 3g중 정도 가벼워지는 것입니다.
고도에 따라서도 무게가 다릅니다. 높은 곳에 있을 수록 가벼워지고 있습니다.
지구상에서도 kg 및 kg중 의 값은 정확하게 일치하지 않는 것입니다.
이렇게 되면 점점 혼란하게 됩니다 "kg 중"보다 간단한 정의를 바탕으로 한 'N'은 다른 량(量)을
계산할 때 편리한 단위이며, 세계 공통으로 사용되는 단위계 (국제 단위계
라고 합니다.)
에서도 힘의 단위는 N가 채용되고 있습니다. 따라서 N을 사용하게 된 것입니다.
'질량'과 '무게'의 차이를 이해하기
"단위 N “에 대해 이야기하기 전에 먼저 “질량 “ 과 “무게 “ 의 차이를 확실히 해 둡시다.
여러분의 눈앞에 있는 PC의 무게는 얼마일까요? 만약 노트북이라면 대략 3kg 정도입니다.
지금 "무게가 3kg" 라고 말을 했지만, 실은 과학적인 말로는 정확하지 않습니다.
"3kg"라는 양(量)은 "질량" 이라고 말하며, "무게" 와 구별하여야 합니다.
질량의 단위는 kg, g, mg 등 입니다.
덧붙여서 질량의 기준은 프랑스에 있는 '국제 킬로그램 원기'라는 것을 기준으로 하고 있습니다.
이 킬로그램 원기와 물체를 저울에 비교했을 때, 좌우가 합치되면 그 물체의 질량은 1kg이라고
한다는 것입니다.
그런데 이번에는 질량 3kg 컴퓨터를 들어 올리 보십시오. 묵직하게 손에
느낌이 오지요?
그것은 이 컴퓨터에 중력이 작동하고 있기 때문입니다. 지구가 컴퓨터를 잡아당기고 있고,
바꾸어 말하자면 지구가 당기는 힘의 크기를 '무게' 라고 하는 것입니다. "무게"는 "중력"입니다.
이 힘을 나타내는 단위가 N [뉴턴]입니다.
우리는 일상적으로는 '무게 3kg "처럼, "질량 "의 의미로 "무게 "라는 말을 사용하고 있습니다 만,
질량과 무게는 과학의 세계에서 이렇게 다른 것 것입니다.
1 뉴턴 은 것은 몇 킬로그램?
"1N은 약 100g의 물체에 작동 중력의 크기"
예) 질량 600g의 물체는 지구에서의 무게는 6N입니다.
이 물체를 달에 가지고 가면, 질량은 600g 은 그대로 남아 있지만, 무게는 지구의 6 분의 1이 되므로,
1N입니다.
1 킬로 무게(重) 의 힘 = 9.8 뉴턴, 1 뉴턴은 약 0.102 킬로 무게(重) 의 힘
100N 는 몇 kgf
1kgf = 9.80665 N
일반적으로는 1kgf = 9.8N 정도로 환산하여 사용됩니다.
N을 kgf하려면 9.8으로 나누면 좋을 것입니다.
100N = 100 / 9.8 = 10.2 kgf
중력은
질량이 있는 모든 물체 사이에 끌어당기는 힘을 말합니다.
뉴턴(Newton)에 의하면, 질량을 가진 물체는 다른 물체를 두 물체의 질량에 비례하고, 두 물체 사이의 거리의 제곱에 반비례하는 힘으로 서로를 끌어당깁니다.
여기서 m1과 m2는 질량(kg)이며 r은 두 질량중심 사이의 거리(m), G는 뉴턴상수로 불리는 비례상수입니다. 계산된 힘의 단위는 뉴턴(N)입니다.
위 식에 따라서, 질량 m1과 m2가 크면 클수록 인력은 커집니다. 그리고 두 물체 사이의 거리가 커지면 커질수록 인력은 그것들의 질량중심 사이의 거리의 제곱에 반비례하여 약해집니다. 즉, 거리가 2배, 3배, 4배로 멀어지면 중력은 1/4배, 1/9배, 1/16배로 약해집니다.
뉴턴이 발견한 중력의 법칙은 매우 훌륭하여, 작은 사과에서부터 태양계는 물론이고 천억개의 별을 거느린 거대한 은하들의 충돌도 설명할 수 있었습니다. 뉴턴 이후로 고전역학의 새로운 부흥기를 맞았다고 해도 과언이 아닙니다.
중력 상수 G 알아내기
중력을 구하는 식에서 G는 특별히 정해진 숫자입니다.
이 숫자는 Henry Cavendish가 매우 정밀한 실험으로 측정하였습니다.
G를 측정하기 위해 Cavendish는 비틀림 저울을 사용하였습니다. 비틀림 저울은 매우 민감하여 조그만 힘에도 회전을 합니다.
이때 비틀린 각도와 저울의 특성인 비틀림 상수만 알면 두 물체 사이의 만유인력을 구할 수 있게 되는 것입니다.
정밀한 실험 결과, G의 값은,
G = 0.000000000067 = 6.7 × 10 -11 Nm2/kg2
입니다.
G의 값은 매우 작은 편입니다. 즉, 중력을 전자기력과 비교하면 매우 작은 값을 가집니다. 예를 들어, (+)전기를 띠는 양성자와 (-)전기를 띠는 전자가 서로 잡아당기는 전기력은 중력에 비해 1039배나 강합니다.
전기력이 중력에 비해 무척이나 세지만, 실제 천체의 움직임은 주로 중력에
의한 것입니다.
중력은 잡아당기는 힘인 인력만 존재하지만, 전자기력은 밀거나 당기는 힘이 서로를 상쇄해 버리는 효과를 내기 때문입니다.