지구, 달, 행성들의 질량은 어떻게 알지?

우리는 저울을 통해 무게라는 것을 측정합니다. 사실 무게와 질량은 다른 개념입니다.

무게: 물체에 작용하는 중력의 크기
질량: 변하지 않은 물질의 양

밤에 보이는 행성 그리고 달의 질량은 어떻게 측정할까요?

위키디피아

정답:

직접 측정은 불가능하지만 간접적으로 측정이 가능합니다.

지구의 질량 측정 방법

몇 가지 법칙을 알고 있어야 합니다.

1) F = GMm/R2

F = 물체에 작용하는 중력
G= 만유인력 상수
M=물체의 질량
m=다른 물체의 질량
R= 두 물체의 질량중심 사이의 거리

자~ 뉴턴의 제 2 법칙 F=ma를 1번 식에 대입하면 가속도를 알 수 있겠죠?

a=GM/R2

지구 표면에서 중력가속도를 측정하면 지구의 질량을 구할 수 있습니다.

다른 행성은 어떻게 구하지?

이번에는 케플러의 제 3 운동법칙을 알고 있으면 됩니다.

T2=(4*파이의 제곱 / GM)r3

T는 위성의 주기, r은 궤도반경

아~ 행성의 질량은 주변에 궤도운동하는 위성을 보면서 알 수 있는 겁니다.

그럼 위성이 없는 행성은?


수성이나 금성의 경우 위성이 없어서 정확한 질량 측정이 불가능하였지만 1974년 Mariner 10 우주선이 수성 근처로 지나쳤을 때 수성의 질량을 알아냈다고 합니다. (참고:http://van.physics.illinois.edu/qa/listing/php?id=21368)