INTRO

物理 基本概念 力学

重力とは

引き寄せる力が、落下と体重をつくる。

丘の木から赤いりんごが落ちるイラスト。重力で下に引っぱられる様子。
木から落ちるりんごのように、物は下へ引っぱられます。その力が重力です。大きさは W = mg で求めます。

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

  1. 物体の質量 m(どれくらいの量か)を確認する
  2. その場所の重力加速度 gを確認する(地球なら約 9.8)
  3. 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

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

  1. 質量 m を入れる(必要なら下のプリセットで g を選ぶ)
  2. 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。

  • 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。

  • 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。

  • 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。

  • 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。

  • 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。

  • 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。