질량이란? 질량을 정의해드림

우리가 버스를 타고 있다. 지금은 빨간불이라 신호 대기 중인 상태다.

파란불이 됐고 버스가 출발 했다. 근데 버스가 출발하는 이 상태가 빛의 속도로 급격히 빠른 속도로 출발했다고 가정하자. 우리는 몸과 머리가 뒤로 쏠릴 것이다. 

 

왜냐

 

우리의 몸은 정지해 있으려고 하는 관성 때문이다. 나는 가만있으려고 하는데 버스가 갑자기 빠른 속도로 출발을 하니 관성 때문에 나의 몸은 뒤로 쏠려지는 것. 자 그러면 결과론 적으로는 내가 타고 있는 버스는 그대로 정차 중인데 갑자기 태양의 질량을 가진 거대한 별이 버스 뒤에 갑자기 뿅~ 하고 나타나게 되면 나의 몸은 뒤로 쏠릴 것이다. 중력으로 나를 끌어 당길 것이기 때문에. 

 

엘베를 빠른 속도로 타고 올라가거나 내려갈 때 몸이 뜨는 느낌을 받는 것이 바로 이 관성 때문이다. 가만이 있으려는 힘과 갑자기 위로 올라가거나 밑으로 꺼지는 힘의 차이를 느끼기 때문. 자 그런데 아주 큰 질량을 가진 중력도 결론적으로는 같은 이치로 작용을 하게 되는데 질량은 2가지로 구분이 된다.

 

바로 중력질량과 관성질량이다.

 

나의 몸무게는 100이다. 이것은 중력질량이다. 근데 내가 우주로 나가 무중력상태가 되었다. 나의 중력질량은 0이다. 그렇다면 나는 질량이 없는 존재인가? 아니다. 무중력 상태에서라도 내가 가만히 있으려고 하는 관성은 존재한다. 그때 누군가 무중력상태의 나를 옆에서 팔로 밀었다고 해 보자. 이때 나는 가만있으려고 하는 힘이 존재하는데, 누군가가 옆에서 힘을 가해서 옆으로 이동 되었다. 이때 발생한 운동에너지가 관성질량이다.

 

다른 예를 들자면 무중력상태에서 볼링공이 2개가 있는데 하나는 스티로폼으로 만든 가짜 볼링공이다. 이 2개를 눈이나 촉감으로는 구분할 수가 없다. 완전 똑같이 만들어졌다. 이때 어느것이 진짜 볼링공인지를 맞추려면 옆으로 툭 밀어보면 된다. 진짜 볼링공은 약간 힘을 가해야 움직일 것이고 스티로폼 볼링공은 손가락으로 살짝만 밀어도 움직일 것이다.

이것이 관성질량이다.