重力と重力加速度と重さ(重量)の違いとは?

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    さて重力と重力加速度と重さ(重量)についてご存知でしょうか。

     

    これらは地球上で暮らしている私たちにとって密接に関係しているものですが、
    どういうものなのかを質問されると答えられないですよね。

     

    このように世の中には私たちの生活に大きく関係しているけれど、
    実は違いについて答えられないようなことがとても多く存在しています。

     

    そこでこのページでは、
    重力と重力加速度と重さ(重量)の違いについて簡単にまとめました。

     

    どうぞご覧ください。

     

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    1.重力と重力加速度と重さ(重量)の違いについて

    では重力と重力加速度と重さ(重量)の違いについて見ていきましょう。

     

    まずそれぞれについて簡単に見ていきましょう。

    重力とは、地球上の物体が地球の中心に引っ張られる力のこと

     

    重力加速度とは、物体に重力がかかることによって発生する加速度のこと

     

    重さ(重量)とは、物体に働く重力の大きさのこと

     

    さて重力と重力加速度と重さ(重量)について詳しく解説していきます。

     

    重力(じゅうりょく)とは?

    重力とは、地球上の物体が地球の中心に引っ張られる力のことです。

     

    重力は地球上に存在している物体には必ず働く力で、
    物体だけでなく私たち人間に対しても重力が働いています。

     

     

    上図のように地球の中心に引き寄せられる力が働くので、
    丸い形をしている地球の上でも立っていられるんですね。

     

     

    無重力空間という言葉を聞いたことがある人も多いと思いますが、
    宇宙のような重力が存在しない空間のことを指しています。

     

    宇宙のような無重力空間では重力が存在していないので、
    引き寄せられる力が働かず一回ジャンプするとそのまま上へと飛んでいってしまいます

     

     

    地球ではジャンプしてもすぐに地面へと落ちていきますが、
    それは地球からの重力が働いているからです。

     

    ジャンプだけでなくボールを投げたり、雲から雨が降ってきたりするのも、
    すべては物体に重力という地球の中心に引き寄せられる力が働いているからになります。

     

    重力加速度(じゅうりょくかそくど)とは?

    重力加速度とは、物体に重力がかかることによって発生する加速度のことです。

     

     

    例えば高いところから物体を落下させると(重力以外の力を加えない)、
    落下し始めた直後よりも少し時間が経過してからの方が物体の落下速度は上がります。

     

    つまり重力によって引き寄せられた(落下した)物体が加速していくということです。

     

    このように重力が働くことで物体が加速する度合いのことを重力加速度と言います。
    (地球の重力加速度=9.8[m/s^2]になります)

     

    重力加速度の詳しい解説については下記の関連リンクをご覧ください。

     

    重さ(重量)とは?

    重さ(重量)とは、物体に働く重力の大きさのことです。

     

    重さ(重量)[N]=質量[kg]×重力加速度[m/s^2]

     

    上のように重さ(重量)は質量と重力加速度を掛けることで求めることができ、
    重さの単位には[N](ニュートン)が使われています。

     

    重さ[N]と質量[kg]を混同している人も多いので注意してください。

     

    また中には重力=重さ(重量)だと誤解している人もいるため、
    有名な実験を元に重力と重さが同じではないということを解説していきます。

     

    まずもし重力=重さであるなら質量が大きい物体ほど速く落下することになります。
    (重さ[N]を求める式に、質量の大きい物体と小さい物体で計算すると分かります)

     

     

    重さ[N]が大きければそれだけ物体の落下速度が上がるのは普通だと思っている人も多いでしょう。

     

    そこでこの実験です。

     

    実験の内容としては大きな容器内を真空(空気がない状態)にして、
    上から質量の異なる2つの物体を同時に落下させるというものです。

     

     

    なぜ容器内を真空状態にするのかというと、
    落下させるときに物体に働く力を重力のみにしなければいけないからです。

     

    容器内に空気が存在していれば空気抵抗が発生するので、
    物体に重力以外の力が発生してしまい重力と重さの関係が調べられなくなります。

     

    さてそれぞれの物体を同時に落下させると一体どうなるでしょうか?

     

    正解は、どちらも同じ速度で落ちて同時に底に着きます

     

     

    この実験には物体の質量と重力による影響しか与えられていないため、
    もし重力=重さになるのであれば単純に質量10[kg]のほうが速く落下するはずですよね。

     

    ですが実際は重さが異なるそれぞれの物体は同じ速度で落下して同時に底に着いたので、
    この実験から重力が重さと同じではないということが証明されました

     

    ちなみに地球上で重いものほど速く落下し、軽いものほど遅く落下するのは、
    地球に空気が存在していて落下するものに対して空気抵抗が発生しているからです。

     

    以上が「重力と重力加速度と重さ(重量)の違いとは?」でした。

     

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    2.まとめ

    これまで説明したことをまとめますと、

    • 重力とは、地球上の物体が地球の中心に引っ張られる力のこと。
    • 重力加速度とは、物体に重力がかかることによって発生する加速度のこと。
    • 重さ(重量)とは物体に働く重力の大きさのことで、質量に重力加速度を掛けることで求められる。
    • 重力と重さ(重量)は同じものではない。

     

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