무중량상태(weightlessness state, 無重量狀態)

[요약] 무게를 느낄 수 없는 상태를 말한다.

무게를 느낄 수 없는 상태. 중력을 느끼는 것은 지구인력과 원심력의 합력이 작용하기 때문이다. 원섬력은 적도부분에서 최대가 되나 그 크기는 지구인력의 1/2,900에 지나지 않는다. 지구인력은 지구중심에서의 거리의 제곱에 반비례하므로 무한원(無限遠)의 거리에 있는 물체에 미치는 지구인력은 0이 된다. 또한 다른 천체로부터의 거리도 무한원의 곳이라면 그 물체는 무중력장, 즉 무중력 상태가 된다고 볼 수 있다.
한편 자유낙하하는 용기 속의 물체나 원심력이 지구인력과 평형을 이루고 있는 우주선 안의 물체, 액체 속의 부력이 인력과 평형을 이루는 물체도 중력장이 작용하지 않는 것과 같은 상태를 보인다. 우주선도 지구의 중력중심 쪽으로 자유낙하하고 있는 셈인데 탑에서 낙하하는 물체와 다른 점은 우주선의 낙하궤도가 지구표면에 닿지 않도록 수평방향의 초속도를 유지하고 있는 것이다. 이와 같이 탑에서 자유낙하하는 용기 안의 물체나 우주선 안의 물체는 용기에 가해지는 중력가속도와 동일한 가속도를 받아 같은 운동을 하고 있으므로 용기 안에서는 물체에 중력이 작용하지 않는 것처럼 보이며, 이 상태를 무중량 상태라고 한다. 그런데 실제로는 중력이 작용하므로 무중력이라는 표현은 알맞지 않다.
무중량 상태를 만드는 방법 가운데 부력을 이용하는 경우는 액체와의 경계면 마찰력이 운동을 지배하고, 자유낙하나 항공기가 탄도비행을 할 때는 무중량 상태의 지속시간이 짧다. 그리고 대기항력으로 인해 잔류 가속도장이 크다. 탄도 로켓의 자유낙하나 우주선 안에서는 대기항력이 적기 때문에 무중량 상태는 내부에서의 운동이 없는 한 매우 양호하다. 그 값은 지구중력장의 10-6~10-7정도만큼 낮은 중력장으로 외관상 얻어진다.

무중량상태