우주 정거장의 우주인은 몸무게를 어떻게 잴까?

How do astronauts weigh themselves in orbit?

몸이 둥둥 뜨는 우주 정거장에서는 체중계 대신 무엇으로 몸무게(질량)를 잴까요?

무슨 일이 일어났나

발 체중계는 몸이 누르는 힘을 재는 기계라, 몸이 떠 있는 우주 정거장에서는 0 을 가리킵니다. 그래서 우주인은 용수철 의자를 흔들어 그 주기로 질량을 잽니다.

NASA 에 따르면 1973 년 5 월 14 일 궤도에 오른 스카이랩에는 우주인 몸무게를 날마다 재는 흔들의자가 있었고, 조심해서 재면 0.1 % 안으로 맞았습니다.

흔들리는 주기는 흔들리는 질량의 제곱근에 비례하고, 이 방법에는 중력이 필요 없어 달에서도 무중력에서도 주기가 같습니다(NASA). 시뮬레이터에서 용수철 상수 1,000 N/m 에 70 kg 을 달면 주기 1.66 초, 80 kg 이면 1.78 초입니다.

질량이 4 배면 주기는 2 배라, 시뮬레이터에서 35 kg 은 1.18 초, 140 kg 은 2.35 초마다 한 번 오갑니다.

📸 진짜 모습

스카이랩의 «몸 질량 측정 의자»(실험 M172)로, 비행 중 우주인마다 몸 질량과 그 변화를 쟀습니다.불러오는 중…📸 사진

스카이랩의 «몸 질량 측정 의자»(실험 M172)로, 비행 중 우주인마다 몸 질량과 그 변화를 쟀습니다.

출처: NASA · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗

💡 생활 속 예시

  • 놀이터 스프링 흔들 말에 어른이 타면 아이가 탈 때보다 더 느릿느릿 흔들립니다 — 무거울수록 주기가 길어지기 때문입니다.
  • 짐을 가득 실은 승합차는 과속 방지 턱을 넘은 뒤 빈 차보다 더 느린 박자로 출렁입니다.

확인된 값

스카이랩에서 우주인 몸무게를 날마다 잰 흔들의자
흔들의자 (실험 M172) 출처
스카이랩이 궤도에 오른 날
1973-05-14 출처
조심해서 재면 흔들의자 질량 측정이 맞은 정도
0.1 % 출처
흔들리는 주기는 흔들리는 질량의 제곱근에 비례
T ∝ √m 출처
이 방법은 중력이 필요 없다 — 달이나 무중력에서도 주기가 같다
중력과 상관없음 출처

교육과정에서는

  • 한국 2022 · 통합과학1 · 시스템과 상호작용 [10통과1-03-03]
  • 한국 2022 · 역학과 에너지 · 탄성파와 소리 [12역학03-01]

출처

이어서 보기

같은 단원 · 중력과 궤도

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