🚀궤도사령부(궤도)

우주에서는 무게를 어떻게 정확히 재나요?

궤도

자진모리

23.02.20

안녕하세요 요즘 다이어트를 하고있는 한국인입니다

오늘도 제 비루한 뱃살을 보며 몸무게를 재던 중

문득 어떤 의문이 떠올랐습니다

지구에선 세게 누르면 더 몸무게가 많이 나오는데,

중력이 없는 우주에서는 대체 무게를 어떻게 잴까?

라는 의문이 들었습니다

그래서 검색을 해보니 뭐 무슨무슨 방법으로

잴 수 있다고 하긴 하는데,(문과라 잘 이해 못함 ㅎㅎ;;)

그걸 지구식 무게로 바꿔야 할 일이 있을텐데,

그건 어떻게 계산하는지 또다른 의문이 들었습니다

아마 우주에서도 정확한 무게 잴 일이 있을텐데,

지구와 같은 중력을 발생시키는 장치가 있는걸까요,

아니면 어떤 방에 들어가서 그 공간의 무게를 잴 수

있는 방법이 있는걸까요?

그리고 상상의 나래를 펼쳐보건대,

먼 미래에는 스카우터로 대상의 부피 밀도 등을

보는 것 만으로 무게를 측정할 수 있을까요?

서망고

23.02.20

태양계의 가까운 천체는 공전속도를 측정해서 알아내곤 하는데 먼 천체는 사실 정확히 알아내기 힘든 것 같습니다. 중력렌즈 현상같은걸 활용한 방법도 개발중인 것 같은데 만약 그런 방법이 통한다면 미래에 고도로 발달된 카메라와 연산기능이 있는 스카우터는 알아낼 수도 있지 않을까요

두부는맛있다

23.02.20

누리호였나 관련영상에 있었는데 공전속도였습니다

1STP

23.02.20

우선 몸무게는 질량에 중력을 곱한 값입니다. 하지만 우주에는 중력이 없죠. 그러나 우리 문과들은 그딴게 뭐야 그냥 몇kg냐고~ 하실겁니다.

자 몸무게를 알기 위해선 질량을 알아야 합니다. 우리가 가장 잘 알고 있는 식, F= ma 잘 아시죠? 이 공식을 이용할거에요

우주에 일정한 힘(F)로 밀어내는 저울이 있습니다. 횐님이 거기 올라가고 저울이 힘(F)로 밀어내면 횐님은 튕겨나가면서 가속도가 발생하고, 저울은 그 가속도를 측정합니다. 그럼 횐님의 질량m을 구할수 있습니다.

1STP

23.02.20

이 방식은 NASA에서 개발한 방법으로 오차범위가 1~2%정도이긴하지만 실제로 사용한다고 합니다.

아 몸무게는 질량에 중력가속도를 곱하면되니 이것은 알아서 하시길!

공력민수

23.02.20

1. 스프링으로 쏴봅니다. 스프링의 탄성에 의한 에너지는 물체가 받은 에너지와 동일합니다. kx^2 = mv^2 이 때 k, x, v는 측정이 가능하니 m을 알 수 있습니다. 다만 스프링 자체의 질량이 있으니 이건 보정해줘야겠네요.

2. 위랑 마찬가지로 전기장에서 얼마나 가속되었는지를 측정해보면 알 수 있습니다.

3. 줄이나 스프링에 매달고 등속도로 빙빙 돌려봅니다. 위치는 r(coswt, sinwt)니까 가속도는 rw^2이 될 것이고, F = ma니까 줄에 걸리는 장력은 mrw^2입니다. r도 알 수 있고, w도 알 수 있으니 m을 알 수 있습니다. 장력은 스프링이나 로드셀로 측정하면 되지 않을까요.

우와와앙

23.02.20

무게는 지구가 물체를 당기는 힘이죠.

지구가 물체를 당기는 힘 = 질량 x 중력가속도

주변에 의미있는 크기의 중력이 없는 텅 빈 우주공간에서는 천체에 의한 당기는 힘이 0이라고 하면,

0 = 질량 x 중력가속도

인데, 중력가속도가 0일테니까 등식은 여전히 성립할 것입니다.

가만보면, 주변 천체의 유무에 상관없이 고정적인 값은 질량임을 알 수 있습니다.

이에 따라 우주에서는 주변 환경에 따라 달라지는 무게를 측정하기보다는 주변환경과 상관없이 고정된 질량을 측정하는 것이 더 효과적일 것입니다.

질량을 측정하기 위해서는, f=ma 식을 이용해서,

일정한 힘을 준 뒤에 그 힘에 의해 물체의 속도변화가 얼마가 발생하는지 측정하면 됩니다.

그렇게 질량 = 힘/가속도 로 알수 있습니다.