INTRO
重力とは
引き寄せる力が、落下と体重をつくる。
このページでわかること
読む目安:約6分
- 重力の式 W = mg
- 質量と重さの違い
- 地球・月など、場所で体重が変わる理由
考え方のコツ
- 物体の質量 m(どれくらいの量か)を確認する
- その場所の重力加速度 gを確認する(地球なら約 9.8)
- W = mg で、引っぱられる力(重さ)を求める
質量は場所が変わってもほぼ同じ。変わるのは主に g で、だから月では体重が軽く感じられます。
公式
地球の近くで、物体に働く重力の大きさを考えるときは、次の式を使います。
公式
$$W = mg$$
言葉にすると
$$\text{重さ} = \text{質量} \times \text{重力加速度}$$
| 記号 | 意味 |
|---|---|
| \(W\)(または \(F\)) | 重さ・重力の大きさ(単位は N) |
| \(m\) | 質量(単位は kg) |
| \(g\) | 重力加速度(地球では約 9.8 m/s²) |
質量と重さは別物
- 質量 … 物体そのものの量。場所が変わってもほぼ同じ。
- 重さ … 重力で引っぱられる力。g が変わると変わる。
- 同じ 50 kg の人でも、地球では約 490 N、月ではもっと小さい力になります。
- 日常の「体重 ○○ kg」は質量の言い方に近く、物理の力としては N で表します。
試してみる
例
質量 10 kg の物体。地球上(g = 9.8)での重力は?
$$W = 10 \times 9.8 = 98\,\text{N}$$
この物体は、地球から 98 N の力で引っぱられています。月なら g が小さいので、同じ質量でも W は小さくなります。
計算機
- 質量 m を入れる(必要なら下のプリセットで g を選ぶ)
- 計算するを押すと重力 W が出ます
質量と重力加速度を入力して計算できます。
地球上では g はおよそ 9.8 m/s²、月ではおよそ 1.6 m/s²、火星ではおよそ 3.7 m/s² くらいとみなすことがよくあります。
今どこで使われている?
手で毎回計算することは少ないですが、重さを支えられるかやどれくらい引っぱられるかを考える場面で、重力の式が使われます。
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建物・橋
人や車の重さを支えられるか、柱や床の設計に使います。
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エレベーター
荷物や人を持ち上げるとき、どれくらいの力が要るかを見積もります。
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ロケット
地球の重力に逆らって上がるために、必要な推力を考えます。
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体重計
体が地面を押す力(重力)をもとに、体重を表示します。
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遊園地
落下や加速で体にどんな力がかかるかを考えるときに使います。
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月・火星
天体ごとに g が違うので、探査機や人の動き方が変わります。
まとめ
重力は物体を引き寄せる力。
地球の近くでは W = mg で大きさが求まる。