重力と重量

重力と重量は、物理的な重力場の理論に関わる2つの概念である。この2つの概念は、しばしば誤解され、間違った文脈で使われることがあります。重力や重さをより正しく理解することは、理系で活躍するために必要不可欠です。この2つのコンセプトはほぼ同様で、同じように使うことができます。しかし、ここで見るように、重力と重さは同じではありません。今回は、重力と重さとは何か、その基本的な概念、応用、共通点、そして最後にその違いについて説明します。

グラビティ

グラビティとは、重力分野の通称です。重力場とは、質量を持つ物体の周囲で起こる現象を計算し、説明するための概念であり手法である。重力場は、あらゆる質量の周りに定義されます。ニュートンの重力法則によれば、2つの質量M、Mが有限距離rだけ離れていて、お互いに力F=gm M/r2が働いている。距離質量rの点における重力場の強さは、点rにおける単位質量あたりの力として定義され、通常gと呼ばれ、g= GM/r2。F=ma、F= GMm/r2がわかっているので、a= GM/r2がわかる。このことは重力場の強さと重力加速度は同じである。重力場の強さは、メートル毎秒の2乗で表される。

重量

重さとは、他の物体の重力場によって物体に作用する力と定義される。重量は力なので、ニュートン単位で測定されます。しかし、日常的に使われる「重量」という言葉は、「質量」という文脈で使われることが多い。質量の単位はキログラムだが、日常的に使われる重さはキログラムで測られる。これは誤解です。重さは重力場による力と定義されるので、質量とその点での重力加速度の積に等しい（W = m g）。しかし、物体の質量は固定値である。したがって、同じ物でも高さが違えば、重力の加速度が異なるため、2つの重さが生じます。これは、自由落下で無重力になる現象も説明しています。物体には重力が作用しているが、静止状態に釣り合う力はない。そのため、自由落下では無重力感が生じます。