g)그램)은 무게단위가 맞을까요

 

무게와 질량

 

무게(Weight)

무게는 물체에 작용하는 중력(지구가 물체를 잡아당기는 힘)의 크기입니다.

장소가 바뀌면 값이 달라집니다. 우리가 몸무게를 말할 때 몇kg라고 흔히 말하지만, 질량의 단위이지 무게의 단위는  아닙니다. 무게의 단위는 kg중 또는 kg·m/s² 입니다.

 

질량(Mass)

질량은 물체가 가지고 있는 물체 고유의 양이며 장소가 달라도 항상 일정합니다.

질량의 단위는 g(그램), kg(킬로그램)입니다.

 

미터원기

 

 

1kg의 기준

1870년 국제 미터위원회가 만들어 졌는데, 1875년 미터 조약에 의거해  미터원기의 질량을 1kg으로 하고 있습니다. 무게의 단위는 힘의 단위와 같은 뉴턴(킬로그램x미터/초²)이라는 단위를 사용하지만 질량과 지구 표면의 중력(重力) 배수(9.8㎏/초2＝1G)와의 곱셈으로 표시한 킬로그램 중(重)이란 단위가 사용되고 있습니다.

우리가 사용하고 있는 편리한 미터법과 kg이 처음 만들어지게 된 것은 프랑스 혁명이 일어난 다음 해인 1790년에 복잡한 도량형의 개혁안을 마련하게 되었으며, 길이의 표준 단위를 미터로 명명하고 1m는 지구의 북극에서 적도까지의 자오선 길이의 1천만분의 1로 하기로 결정하였습니다. 그 후 1793년 질량의 단위를 그레이브(grave)로 명명하고 1그레이브는 [0˚C 물 1 세제곱 데시미터(1 데시미터는 1/10 미터)의 질량]으로 정의 하였는데 1795년 새로운 법안이 만들어지며 질량 단위를 그램(gram, g)로 새로 명명하고 1g은 1/1000 그레이브가 됩니다. 

 

미터원기는 프랑스 과학자들이 이전에 사용하던 백금으로 만든 질량원기가 무르고 강도가 약한 점을 보완하기 위해 백금 90%에 이리듐 10%를 섞은 합금으로 새로운 킬로그램 원기를 제작하기로 하고 1883년에야 이전의 백금 원기와 동일한 질량의 원기를 제작하게 됩니다.

 

한국의 미터원기

1870년 5월에 17개국이 참여하는 미터협약이 체결되어 이후 국제도량형국(BIPM)이 설립되고, 1889년 9월 백금-이리듐 합금으로 새로 제작한 미터원기와 킬로그램 원기가 공식적 국제 표준으로 승인됩니다. IPK(international prototype kilogram)라고 불리는 국제킬로그램 원기는 BIPM에 보관되어 있으며, 동일한 복사본들이 만들어져 각국 국가표준기관에 보관되어 있습니다. 우리나라는 1894년에 처음 원기가 도입된 것으로 추정되며 1993년 새로운 킬로그램 원기은 No. 72를 도입하여 주 원기로 사용, 2003년에는 새번째 원기인 No.84를 도입하여 세계 7번째로 3개 이상의 원기를 보유하게 됩니다.

 

플랑크 상수

 

플랑크상수(h)를 기준으로 새로운 kg을 정의하게 되는데 플랑크상수는 빛 에너지와 파장 사이의 관계를 설명하는 양자역학 상수입니다. 여러 실험을 통해 플랑크상수의 측정값이 제시된 상태이며 킬로그램은 플랑크 상수와 진공에서의 빛의 속력(길이 표준) 및 세슘의 초미세 분리 주파수(시간 표준)를 이용하여 정의될 수 있기 때문에 플랑크상수가 빛의 속력처럼 고정값이 되면 kg도 m처럼 불변하는  자연 현상으로 새롭게 정의되게 됩니다.