物理の質問です

質問

グラム重と重力加速度は何が違うのですか？

例えば、質量ｍの物体が机の上にあるとき、本が机を押すときの力がｍｇとありました。
これをグラム重で表すとどうなりますか？

回答No.2

Tann3 · ベストアンサー

高校生ですか？　基本的なところが分かっていないのですね。

　「重量」と「質量」の違いが分かりますか？
　地球上では重力加速度がかかりますので、モノの重さ「重量」があります。これは宇宙に行けば無重力なので消えてなくなります。しかし、押して加速度を加えると、「質量」の大きいもの（地球上で「重量」のあるもの）はなかなか動かず、質量の小さいもの（地球上で軽いもの）はすぐに動きます。
　それは、

　　　（力）＝（質量）×（加速度）
いわゆる
　　　Ｆ＝ｍａ
の関係があるからです。この「ｍ」は質量です。

　ｍを質量（単位：ｋｇ）、ａを加速度（単位：ｍ／ｓ＾２　＝１秒ごとに、１ｍ／ｓずつ速くなる加速度）で表すときの「力」の単位を「ニュートン」と定義します。
　１ニュートン＝　１ｋｇ　×　１ｍ／ｓ＾２　
ということです。

　質量ｍ（ｋｇ）の物体を地球上に持って来ると、重力加速度ｇ（ｍ／ｓ＾２）がかかって
　　　Ｆ＝ｍｇ　(ニュートン)
の「重力」が働きます。
　この重力が、「重さ」「重量」であり、地球上で質量１ｋｇの物体が机を押す力が、「１キログラム重」です。質量がｍ（ｋｇ）であれば、力の大きさはｍ（ｋｇ重）です。

　Ｆ＝ｍｇ　の式で、　ｍ＝１ｋｇ　とすれば
　　　ｇ＝９．８ｍ／ｓ＾２
ですので、
　　　Ｆ＝１ｋｇ　×　９．８ｍ／ｓ＾２
　　　　＝９．８　（ニュートン）
ということです。

　つまり、
　　　１ｇｋ重＝９．８　（ニュートン）
ということです。
　１ｋｇの質量に重力加速度　ｇ＝９．８ｍ／ｓ＾２　がかかった「力」だからです。

　これでお判りでしょうか。
　「キログラム」は「重量」ですが、「キログラム重」は「力」です。そして地球上で重力加速度があるために発生する力なので、重力加速度「９．８ｍ／ｓ＾２」が必要になるのです。

　別な言い方をすれば、地球上で１ｋｇの重量の物体が机を押す（あるいはばねを引っ張る）力は、無重力の宇宙空間で質量１ｋｇの物体を９．８ニュートン（＝１ｋｇ重）の力で押す（あるいは引っ張る）ときの力と同じということです。（正確に言うと「無重力の宇宙空間で質量１ｋｇの物体に９．８ｍ／ｓ＾２の加速度を生じさせる力」）

　「重量」と「質量」、そして「重量」と「力」（特に「重力」）の関係を、きちんと理解しましょう。

お礼

丁寧にありがとうございました。助かりました！！

回答No.3

中村 拓男（@tknakamuri）

グラム重: 1gの物体にはたらく重力です。
100gの物体にはたらく重力は100グラム重。

重力加速度: 重力が物体に与える加速度。
物体の質量とは無関係に一定であることが知られています。

g=9. 8 m/s^2(メートル毎秒毎秒)

ひょっとして重力加速度を表わす記号gとグラムの単位をあらわす
記号gが同じなので、混乱しているのでしょうか?

回答No.1

Yumikoit

一言で言ってしまえば、「単位」の問題です。
重力加速度は、加速度。グラム重は、力の単位です。

高校では単位について「次元」という考え方を今も教えていないと思いますが、「次元」で考えると比較的分かりやすい。次元というと空間と時間に関する3次元とか4次元とかいうものがありますが、この次元とはちょっと違います。
次元、つまり世の中のすべての単位は[距離][時間][質量][電荷]の基本単位の組み合わせに分解できるというものです。

一例でいうと、速度。よく時速５０ｋｍなんてのを略して「今、５０キロ制限だよ」なんて言いますが、速度は[距離]を[時間]で割ったものであって、速度５０km、というのに慣れている子は時速と距離の計算式がなかなか理解できなかったりします。

さて、問題を戻して。

質量は、ｍ[g] ＜グラム。[質量]という一つの次元です。

重力加速度は、「加速度」という名前がついていることからわかるように、「力」でも「質量」でもなく、あくまでも「加速度」。単位は「m / s2」で表されますね。…つまり、次元は、[距離]を[時間]の二乗で割ったものです。

さて、質量はどこに行っても変わりませんが、「重さ」は場所を変えれば変わります。月に行ったら地球の１／６ってアレですよ。
これは「重さ」はその質量の物体が地球に向かって落ちていく力の大きさに関係するから。
力の定義は習いましたか？
　[質量]×[距離]／[時間]^2
が力の次元となります。つまり、力の単位はすべて分解すると、質量と距離をかけて時間の二乗で割られているモノになる。

この、「力」の単位が、「kg重」あるいは「g重」であるわけです。これが、９．８なんていう重力加速度を考えなくちゃいけないからめんどくさい。ニュートンて簡単な単位があるならそっち使おうよ、オラ、なんて思ってると、水平方向はやっぱりニュートンでも端数になるのが更にめんどくさい。

高校の物理では、比較的混乱しやすい単元ですね。
頑張ってください。

お礼

返信が遅れて申し訳ないです。

ありがとうございました。
解決できました。