1. 질량과 무게의 구분
무게(weight)라는 말은 그의 본질이 힘(force)이면서도 실용상 질량(mass)을 측정할 때 같이 사용되고 있기 때문에 그의 용어 및 단위의 구분에 대하여 국내외를 막론하고 놀란의 대상이되고 있으며 측정관계자나 교육기관에서 항상 질문의 대상이 되고 있다. 질량과 무게를 구체적으로 정리해 보기 위해서 첫째, 단위의 구별, 둘째, 무게측정의 목적이 질량인가 힘인가의 구별, 세째, 측정원리에 대하여 고려할 필요가 있다.
* 킬로그램 (㎏)은 질량의 단위이며 국제킬로그램 원기의 질량과 같다.
먼저 단위의 입장에서 보면 1901년 제 3차 국제도량형총회에서 질량의 단위와 무게의 정의에 관한 선언에서 무게라는 단어의 의미가 때로는 질량을, 때로는 역학적 힘을 나타내는데 사용되는 모호함을 종식시킬 필요성을 고려하여 다음 사항을 선언하였다.
1) 킬로그램은 질량의 단위이며 국제킬로그램원기의 질량과 같다.
2) 무게라는 단어는 힘과 같은 성질의 양을 나타낸다. 한 물체의 무게는 그 질량과 중력가속도의 곱이며, 특히 한 물체의 표준무게는 그 질량과 표준 중력가속도의 곱이다.
3) 국제도량형 지원본부에서 채택된 표준중력가속도의 값은 980.665 m/s2 이고 이 값은 이미 몇 나라의 법에 명기되어 있다. 라고 되어 있다.
즉, 무게라는 말의 모호한 점을 제거함과 동시에 질량 1 kg 물체의 무게도 1 kg 으로 잘못 사용하고 있는 점을 막으려는 의도에서 나온 설명이다.
질량과 무게의 단위를 비교해 보자. 질량의 SI 기본단위는 "킬로그램" 이고 그 기호는 "kg"이며, SI이외의 병용단위로서 "톤(t)"이 사용되는데 1t = 103 kg 이다. 무게(힘)의 단위는 특별한 명칭의 SI 유도단위인 "뉴턴(N)"이 사용되며 기본단위로 나타내면 1N = 1m.kg.s2이다.
힘의 단위로 사용되어 오던 "킬로그램힘 (kgf)"은 습관상 남아 있으나 사용을 피해야 할 단위이며 1kgf = 9.80665 N으로 환산된다. 무게는 SI 단위의 입장에서 볼 때 다음 두가지 점에서 잘 못 혼용되고 있다.
1) 지구상의 중력가속도는 어디에서나 거의 비슷하여 무게단위에서 중력가속도의 값과 단위명칭을 생략하고 단순히 킬로그램(kg)으로 표현한다는 애매한 설명이 오히려 질량과 무게의 용어 및 단위에 혼용을 더 불러 일으켰다. 이는 질량측정이 목적이면서 오히려 무게임을 강조하고 있다.
2) 뉴턴(N)이라고 표기해야 옳을 경우에 kg이라는 단위기호를 잘 못 사용하는 단위의 오용문제가 있고, 마찬가지로 질량이라고 불러야 할 경우에 무게라는 명칭을 잘 못 사용하는 용어의 오용문제가 있다.
* 무게(N)는 질량(㎏) ×중력가속 (m/s2)