日常生活では、重量と質量という用語を頻繁に交換します。ただし、物理学では、この 2 つの間に重要な違いがあります。重量は、指定されたオブジェクトに対する地球の引力です。地球の中心からの距離によって異なります。ただし、物体の質量はその場所によって変化しません。特定の物体の質量は、地球上でも月上でも同じです。この記事では、重量の基本的な特性と重量の次元式について説明します。
重量と重力の関係
一般に、物体が落下すると、地球の中心に向かって加速します。ニュートンの第 2 法則は、物体にかかる特定の正味の力がその加速の原因であると述べています。
空気抵抗が無視できる場合、落下する物体に作用する正味の力は重力と呼ばれ、一般的には重量 w と呼ばれます。重量または w は、質量 m の物体に作用する重力による力です。
方向があるので、重さはベクトル量です。重みの大きさは w で表されます。ガリレオは、空気抵抗がない場合、すべての物体が同じ加速度 (g) で落下することを示しました。
重みの次元式を理解する前に、スカラー形式とベクトル形式で重みの方程式を導き出しましょう。
したがって、重みは次のようにベクトル形式で表すことができます
→ →
w =mg
スカラー形式で次のように表されます
w =mg
ここで、g =9.80 m/s2 が地球に作用します。したがって、地球上の 1 kg の物体の重量は次のように計算されます。
w =mg
=(1.00 kg) (9.80 m/s2)
=9.8 N
重量の式の例
体重が 80 kg の人がいるとします。地球の重力は 9.8 m/s2 です。したがって、重みを見つけるために、上記の式の値を代入します。
m =80 kg
g =9.8m/s2
w =mg
=80 x 9.8
=784 N
重量の次元式の導出
重量 (W) =質量 x 加速度 —– (1)
加速度 =速度 x [時間]-1
速度は次元的に [M0 L1 T-1] として表されます。
したがって、加速度の次元式は次のようになります。
[M0 L1 T-1] x [時間]-1=[M0 L1 T-2] — (2)
また、質量の次元 =[M1 L0 T0] —–(3)
したがって、式 (1) の (2) と (3) を置き換えると、次のようになります。
重量 =質量 x 加速度
または、W =[M1 L0 T0] x [M0 L1 T-2] =[M0 L1 T-2]
したがって、寸法式の重みは [M0 L1 T-2] と表されます
重量の寸法式の例を理解したので、質量と重量の関係を理解しましょう。
質量と重量の関係
重量は主に、物体が地球またはその他の種類の天体に引き戻される重力として定義されます。これは、オブジェクトの質量と重力加速度の積に等しくなります。
さて、
W =F=mg.
これは、特定の物体が加速していない場合でも、常に適用できる主要な方程式です。そのため、物体が自由落下している場合、重力以外に物体に作用する外力はありません。
たとえば、あなたの体重は地球上で 30 kg です。月でのあなたの質量は、地球の重さの 1/6、つまり月で 5 kg になります。
地球の質量と重力は月よりも相対的に小さいため、それに応じて体重が異なります。
質量と重量の単位
物理学では、各オブジェクトには、身体の標準測定を決定する特定の単位があります。
質量は物理量であり、単位があります。質量の SI 単位はキログラムで、kg で表されます。
ただし、重量はベクトル量です。したがって、N で表されるニュートンで測定できます。
質量-重力-重量
質量、重力、重量という用語を、違いを理解せずに同じ意味で使用することがよくあります。ただし、物理学の観点からは異なります。
特定のオブジェクトの質量は、特定の時点での総物質です。
重量は、オブジェクトに作用する力の合計です。また、重力によって物体にかかる力でもあります。重力が変化すると変化します。
物体にかかる重力は、物体の質量に正比例します。そのため、オブジェクトの質量が重い場合、より大きな重力が発生し、その逆も同様です。
質量を重量に変換する方法
重力は地球上で一定しており、今後 100 年もそうなるでしょう。したがって、重量を質量に、またはその逆に変換できる式を使用できます。
力 =質量 * 加速度
または、次のように言えます
F =マ
式では、力は重量に等しくなります。加速度は、重力「g」によって引き起こされる加速度で、9.8 m/s2 です。
したがって、次のように値を置き換えることができます。
重量 =質量 * 9.8
結論
この記事では、質量、重量、および重力の関係を完全に理解できます。重さの寸法式とその導出について説明しています。オブジェクトの質量はどこでも同じでスカラーですが、重量はベクトルで周囲によって変化します。
