この記事で理解したいこと
- N、ｋｇｆ、ｋｇの違い
- １ｋｇｆ＝９．８Ｎ （式の意味）
N、ｋｇｆ、ｋｇの違い
N、ｋｇｆ、ｋｇの違いは以下の通りです。
| 単位 | 意味 | 単位系 |
| N | 力 | 国際単位系 |
| ｋｇｆ | 力 | 重力単位系 |
| ｋｇ | 質量 | 国際単位系 |
ｋｇは「質量」、Ｎとｋｇｆは「力」の単位です。力と質量の違い、単位系の違いを順に解説していきます。
ニュートンの運動方程式
「質量」と「力」の関係を先ず理解しましょう。ニュートンの運動方程式を使って説明します。
F = ma
Ｆ（力）＝ｍ（質量）×a（加速度）
「質量」に「加速度」を掛けたものが「力」であることが、ニュートンの運動方程式から分かります。もう少し詳しく説明します。
質量と力
ここで、次の問題を考えてみてください。
床に置かれた質量１ｋｇの物体にはどれだけの力が働いているでしょうか。
答えは、国際単位系と重力単位系で異なります。
正解は、１ｋｇｆです。
重力単位系では、床が１ｋｇの物体から受ける力（重量）が１ｋｇｆです。
重力単位系には質量という概念がありません。質量がそのまま重量となります。
正解は、９．８Nです。
国際単位系では、重力の影響が含まれていないので、質量１ｋｇに対し、重力加速度９．８ｍ／ｓ２を掛ける必要があります。
Ｆ＝ｍａの式から、
Ｆ＝１ｋｇ×９．８ｍ／ｓ２
＝９．８ｋｇｍ／ｓ２
ここで、ｋｇｍ／ｓ２はＮに置き換えることができます。
よって、Ｆ＝９．８Ｎと求まります。
１ｋｇｆ＝９．８Ｎ（式の意味）
重力単位系と国際単位系の違いは理解できたでしょうか。まとめると、以下のようになります。
質量１ｋｇの物体が落下する場合の力は、
重力単位系では、１ｋｇｆ
国際単位系では、９．８Ｎ
どちらも１ｋｇの物体に作用する力なので、＝で結ぶことができます。すると、以下の関係が求まります。
１ｋｇｆ＝９．８Ｎ
式の意味が理解できたでしょうか。どちらも質量１ｋｇの物体が落下する場合を表していますが、１ｋｇｆは重力単位系で既に重量の影響を考慮しています。９．８Ｎは国際単位系で、重力の影響は含まれないので、重力加速度を掛ける必要があります。
補足
ここからは補足です。ピンと来ない方のために、別の角度から考えてみます。
１Nってどれくらい？
ｋｇは体重計で質量を知ることができますが、Ｎの質量のイメージは付くでしょうか？これを知ることで、様々な問題の理解を深めることができます。
１Nの力を床に及ぼす物体の質量は何ｋｇでしょうか？
１Ｎは約０．１ｋｇです。
コンビニのおにぎりが１００ｇ程度なので、おにぎり１個分と考えると分かりやすいと思います。
ニュートンにちなんで、小さなリンゴでイメージしても良いですね。
１ｋｇｆと比較すると、１Ｎはずいぶん軽いですね。
上の関係を式で求めると、次の通りです。
重要なポイント
ここが混乱しやすいポイントです。くどいようですが、しっかり理解してください。
「質量」１ｋｇの物体に重力が作用して働く「力」が１ｋｇｆです。この「力」をＮで表すと、１ｋｇｆ＝９．８Ｎです。
ｋｇとｋｇｆは「質量」と「力」なので、別物です。ここを混同しないようにしましょう。
ｋｇは国際単位系で「質量」、ｋｇｆは重量単位系で「力」です。単位系が異なります。
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