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키블 저울은 도대체 어떤 원리로 정밀하게 질량을 측정하는 걸까요?
궁금했던 기자가 직접 키블 저울 내부를 뜯어보았습니다!

저울의 기본 원리는 측정하는 물체의 질량과 같은 질량의 추를 쌓아서 둘의 균형을 맞추는 거예요. 키블 저울도 기본적으로는 이 원리를 이용해요. 대신 키블 저울은 균형을 맞추기 위해 추가 아니라 ‘전자기력*’을 이용해요. 질량을 알고 싶은 물체의 중력과 같은 크기의 전자기력을 만들어 두 힘의 균형을 맞춰 물체의 질량을 알아내는 거예요. ‘중력=전자기력’이라는 공식에 들어가는 여러 수치들 중 질량을 제외한 나머지 수치를 구하면, 역으로 물체의 질량을 구할 수 있는 원리지요.

키블 저울은 1kg을 정밀하게 측정하기 위해 만들어진 특수 저울이에요. 같은 킬로그램 원기를 여러 번 측정하고, 이 측정값들의 오차를 줄이는 것이 연구팀이 하는 일이죠.

연구팀은 우선 키블 저울 밑에 원기를 매달고, 중심에 있는 원형 코일과 두 자석으로 전자기력을 만들어 원기를 위로 당겨요. 코일에 전류를 흘려주면, 자석이 만드는 자기장의 영향으로 코일이 위 방향의 전자기력을 받아요. 이 전자기력은 전류의 세기에 따라 크기가 변하는데, 실험하는 사람이 전류의 세기를 조절하며 중력과 전자기력의 균형을 맞춘답니다!

▲ PDF에서 고화질로 확인할 수 있습니다.

용어정리

* 전자기력 : 자기장 안에서 움직이는 전하가 받는 힘.