質量と重さの違い
質量と重さの違いは、次の通りです。
「質量」 … 物体そのものの量。
「重さ」 … 物体にはたらく重力の大きさ。
質量と重さの違いは分かりますか？
重さはなんとなく分かりますが、質量がよく分かりません。
では、質量について詳しく説明しますね。
質量とは
質量を理解するために、先ず質量がどのようにして出来たかを説明します。
質量は、１７９５年にフランスで定められました。定められた内容は、次の通りです。
・質量の単位はｋｇとする。
・水１Ｌの質量を、１ｋｇとする。
（４℃における最大密度とする。）
質量は水で決められていたのですね。
そうです。実際には水１ｋｇにつり合う分銅が作られ、この分銅が質量１ｋｇの基準となりました。
質量の測り方
質量は、天秤を使って測定します。１ｋｇに天秤でつり合うものが１ｋｇの質量を持つ物体です。
当時のフランスでは、水１Ｌに吊りあう分銅を天秤で測りながら作ったのですか？
その通りです。質量に関する考え方は以前からありましたが、ここで明確に定義されました。
国際キログラム原器
１８８９年、質量の基準として１ｋｇの国際キログラム原器が作られました。プラチナとイリジウムの合金で作られた円筒形の物体です。これが長い間、質量の基準として重要な役割を果たしてきました。
地球で測定した１ｋｇのこの原器が、質量の正体だったんですね。
そうです。国際キログラム原器の質量が１ｋｇであるという事実は、どこであっても変わることはありません。
地球での測定を基準としているので、１ｋｇの分銅は宇宙でも１ｋｇであることに変わりはないということですね。
重さとは
次は重さについて説明します。
重さとは、物体に作用する重力の大きさのことである。
なんとなく分かりますが、質量とどう違うのですか？
重さは力です。その点が、質量との大きな違いです。単位も異なります。
重さの単位は、ｋｇｆまたはＮが使用される。
昔はｋｇｆが良く使われていましたが、今はＮが主流です。
体重を月で測定する場合
重力による違いなので、地球と月の場合で考えてみましょう。
月の重力は地球の１／６であるため、重さは１／６となる。
月で６０ｋｇの人が体重計に乗ると、１０ｋｇと表示されます。
月は重力が小さいから、体が軽くなるんですよね。
その通りです。重力に合わせて体重も１／６になります。
質量はどうなるのですか？
質量は、場所に関係なく一定である。
月で天秤を使って１ｋｇの分銅に吊りあう質量がいくつになるか考えてみてください。
１ｋｇの分銅に吊りあうのは、１ｋｇの分銅ですね。
その通りです。重さは月では軽くなりますが、質量は変わることはありません。
宇宙ではどうなるのですか？
宇宙では無重力なので重さは０ｋｇｆですが、６０ｋｇの人の質量は宇宙でも６０ｋｇです。
体は軽く感じても、６０ｋｇの人が６０ｋｇであることに変わりはないのですね。
運動の第二法則
さらに理解を深めるために、力と質量の関係について理解しましょう。
力は、次の関係式で求めることができます。
F＝ｍ×ａ
F ： 力（N）、ｍ ： 質量（kg）、ａ：加速度（m/s2）
質量に加速度をかけると力が求まります。では次の問題を考えてみてください。
質量がｍで、力がＦ。重さは力だから、Ｆが重さですか？
そうですね。地球では常に重力加速度が作用しています。その加速度が９．８ｍ／ｓ２なので、質量に重力加速度を掛けたものが重さです。
地球の重力による力
地球では、重力によって常に加速度を受けています。これを重力加速度といい、その大きさは約９．８ｍ／ｓ２です。重力加速度をｇとすると、運動の第二法則は次のようになります。
重力加速度をｇ（ｍ／ｓ２）とすると、地球上で物体が受ける力（重さ）は、次の式で求めることができます。
Ｆ＝ｍ×ｇ
質量に重力加速度を掛けると重さになります。
質量と重さは全然違うものなのですね。
そうですね。重さは力ですが、質量は力ではありません。単位も異なりましたね。地球で体重に乗る場合は質量も重さも同じ値なので混乱しやすいですが、違いをしっかり理解しましょう。
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