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분 풍선과 불지 않은 풍선 중 어느것이 더 무거울까?

공기를 불어넣은 풍선과 불지 않은 풍선 중 어느 것이 더 무거울거 같나요? 풍선에 공기를 넣었으니 풍선+공기의 무게인 풍선이 더 무거울까요? 아니면 공기를 넣어 하늘로 둥둥 떠있으 니 더 가벼울까요? 여기에서는 질량, 무게, 중력, 부력에 대해서 알아야 합니다. 질량은 물체가 가지고 있는 고유의 값입니다. 중 력은 지구가 물체를 끌어당기는 힘이지요. 중력은 곧 무게라고 할 수 있습니다. 예를 들어 질량이 40kg인 물 체가 있다면 지구에서는 무게는 40kg입니다. 하지만 이 물체의 무게를 달에 가서 잰다면 더 적게 나옵니다. 그 이유는 달은 지구보다 중력의 힘이 약하기 때문입니다. 이런 것을 생각하면 공기를 불어넣은 풍선은 풍선의 질량과 공기의 질량를 더하게 되니 불지 않은 풍선의 질 량보다 큽니다. 그렇다면 당연히 무게도 분 풍선이 불지 않은 풍선보다 더 무거워야 합니다. 하지만 풍선의 무게를 재기는 쉽지 않습니다. 공기를 불어넣은 풍선은 부력이 작용하게 됩니다. 공기를 불어 넣은 풍선의 밀도가 더 낮기 때문입니다. 밀도가 높으면 가라앉고 낮으면 위로 올라가게 됩니다. 예를 들어 공기를 불어넣은 풍선과 헬륨가스를 넣은 풍선을 비교할때 헬륨가스가 공기보다 밀도가 낮기 때문에 헬륨가 스를 넣은 풍선은 하늘 높이 날아가는 것입니다. 부력은 위로 상승하려는 힘입니다. 공기를 불어넣은 풍선의 부력이 이 풍선에 작용하는 중력을 어느정도 없애버립니다. 때문에 공기 중에서 공기를 불어넣은 풍선과 불 지 않은 풍선을 비교해 보면 공기를 불어넣은 풍선이 더 가볍게 느껴질수 있습니다. 때문에 이런 실험을 정확하게 하려면 공기가 없는 진공상태에서 해야 합니다.
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이 호기심에 1개의 호기심 해결 답변이 있습니다. 호기심 답변하기

RE:분 풍선과 불지 않은 풍선 중 어느것이 더 무거울까?

김문*2009-09-02

공기중에서 풍선에 공기를 불어넣었다면, 그 풍선의 무게가 더 나가게 됩니다. 위의 설명처럼 공기를 불어넣 은 풍선의 밀도가 더 낮아서 부력이 생긴다는 말은 틀린설명입니다. 풍선이 공기를 압축하고 있으므로 풍선 속의 공기밀도가 더 높지요 . 만약 물속에서 풍선에 공기를 불어넣었다면, 그 풍선의 무게가 덜 나가게 됩니다. 풍선이 공기를 압축하고 있 더라도 물의 밀도보다 풍선속의 공기밀도가 더 낮기때문이지요. 그렇다면, 질량은 어떨까요? 공기를 분 풍선의 질량 vs 같은양의 공기와 풍선을 합친 것의 질량을 비교하면? 분 풍선의 질량 = 풍선질량+같은량의공기질량 일까요? 아인슈타인의 일반상대성이론에 의해 , 분 풍선의 질량 > 풍선질량+같은량의공기질량 이 됩니다. 안으로 수축되는 풍선의 힘(=밖으로 팽창하려는 공기의힘)을 내재하고 있는 분 풍선은 에너지를 내재하고 있고 , 에너지는 곧 질량이 되기 때문입니다. E=MC2 이라는 에너지-질량 방정식에 의해 분 풍선의 질량이 더 크게 나옵니다. 그러나 이 차이는 너무 미미해서 일반적인 저울로는 도저히 감지할수 없습니다.
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