力と重さの単位「N(ニュートン)」。体重を減らしたければ月へ行こう

力と重さの単位ニュートン 中1理科

あなたよりも、猫の方が軽いですよね?

猫の重さ

あなたよりも、相撲の力士の方が重いですよね?(力士は 150~200kg くらい)

でもそもそも、重さってどこから来るのでしょう?今回は「重さ」について学びます。

「重さ」と「重力」の関係

ニュートンがリンゴから発見した、全てが持っている「重力」】で学んだように、地球が持つ重力(万有引力)が原因で、全ての物体は地球の中心に引っ張られているのでした。

リンゴと万有引力

当然、あなたにも地球の重力はかかっています。だからあなたは今この瞬間も、地球の中心に引っ張られています!

万有引力(重力)は、どんな物体でも持っているのでしたね。だから、あなたも地球を引っ張っていることを忘れないで!

人間も地球を引っ張っている

地球に引っ張られる力は、物体によって違う

しかしこの引っ張られる力、皆同じようにかかっているわけではありません。


例えば、あなたよりも相撲の力士の方が、強く地球に引っ張られています


また、あなたよりも猫の方が、弱く地球に引っ張られています

人それぞれにかかる重力

これこそ、あなたよりも猫が軽くて力士が重い理由です。

猫には、地球の重力は小さくしか働きません。反対に力士には、地球の重力が大きく働いているのです。

「重さ」とは、「物体にかかっている重力の大きさ」のことだったのです。

重力と体重の関係
かかっている重力が強いから、重い。かかっている重力が弱いから、軽い

力の単位『N(ニュートン)』

「重さ」とは結局、「物体にかかっている重力」のことでした。


その物体にかかっている重力の大きさを表す単位として、N(ニュートン)という単位があります。
もちろん、重力を発見したあのアイザック・ニュートンの名前を取っています。

アイザック・ニュートン

100g の物体にかかる重力の大きさを、1Nと表します。100g → 1N

厳密に言うと、100g には 0.98N の重力がかかります。ただ、現段階では 約1Nとして扱います。

もう少し学習が進むと、重力とN(ニュートン)について詳しく学べます。

100g にかかる重力が 1N なので、200g にかかる重力は 2N、1kg(1000g) にかかる重力は 10N です。

100g に対して、約1N の重力がはたらく

物体にはたらく重力を描くときは、物体の “重心” が作用点となります。重心は、通常の物体なら図形の中心と考えて問題ありません。

物体にかかる重力の作用点
単純な図形ならその中心点、人間ならおへそあたりが重心になる。

あなたの体重が 50kg(50,000g) だとすると、地球にいる限り、あなたには 約500N の力(重力)が下向きにかかっています。

もちろん、矢印の長さは力の強さを表します。上図のように、3倍の大きさならば3倍の長さの矢印を描くこと。

N(ニュートン)は力の単位なので、縦だけでなく、横向きの力が入るときも、N(ニュートン)で表すこともできます。

2Nの力 = 約200gの物体にかかる重力と同じ力

場所によって体重が変わる?

先程学んだように、重さとは「物体にかかる重力の大きさ」のことなのです。ということは、かかる重力が小さくなれば、あなたの体重は軽くなります

山の上での体重

重力が小さくなる場所といえば、例えば山の上!

山の上では重力が小さい

皆は地球の中心からの重力に引っ張られているのでした。ということは、地球の中心から離れるほど、地球の重力の影響は小さくなります。

地球の中心から離れるほど、重力の影響は小さい
山の上の方が地球の中心から遠いので、重力も小さくなる

かかる重力が小さくなるということは、体重も軽くなります。山の上の方が、ほんのわずかにN(ニュートン)が小さくなるんですね。

ただし変化は小さすぎて微妙なので、軽くなっていることは普通は分かりません。体も変わらないので、ダイエットにもなりません

月の上での体重

月に行ってみましょう。月は地球よりも小さくて軽いので、重力も小さい星です。

月の重力は、地球の6分の1なのです。

月

人類はたった一度だけ、月の上に立ったことがあります。それが、1969年に着陸成功したアポロ11号です。

アポロ11号の月面着陸
月に着陸し、宇宙船の外を歩く宇宙飛行士

映像もちゃんと残っているのでぜひ見てください。(1:08から再生されます)

宇宙飛行士が月を歩く姿をほんの数秒見てほしいのですが、何かふわふわ歩いていませんか?

月にしっかり立っているというより、ふわふわと漂うような歩き方です。


この理由は、月の重力が、地球の6分の1しかないから。

月は、地球の6分の1の強さでしか物体を引きつけることができません。なので地面にどっしりと構えられず、ふわふわした歩き方になるわけです。


当然、月では物体の重さが全て地球の6分の1になります。重さとは、物体にかかる重力の大きさだからですね。


地球上で 100kg (100,000N) のものを持ち上げるのは難しいですが、同じものを月に持ってくれば 60kg(60,000N) の重さになります。


体重100kg(100,000N) の人も、月で体重を測れば地球上の 60kg(60,000N) と同じ重さになります。

たまに、「アポロ11号は月に到着していない。映像はニセモノだ」と言う人がいます。しかし、アポロは間違いなく月に到着しています。


「根拠のない噂を信じる」ことは、あなたの頭を悪そうに見せてしまう原因の一つです。理科を学んで、真実を考えられるようにしましょう。

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