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重量と質量はどのように違うか?

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お礼率 21% (95/436)

重量と質量の違いがわかりません。

すみませんが、どなたか簡単に教えて下さい。

重量は測りに掛ければ測れますが、質量ってどのように測るのでしょうか?

自分の体重が70kgとすると、質量はどのようになるのでしょうか?
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質問者が選んだベストアンサー

  • 回答No.7
レベル11

ベストアンサー率 49% (138/278)

こんばんは。

「質量」は、「物質がどれだけあるか」を表す基本的な量です。
普通の物理で使う単位系(単位の組み立て)の中では、
他の単位を用いて表すことが難しい、基本的な単位です。

「重量」は、「物体にかかる重力の大きさ」(ホントは向きまで気にしますが)を
表す量で、(すなわち「重さ」で、)基本的には「力」と同じ量です。
「力」の単位は、「質量」かける「長さ」わることの「時間の2乗」です。

「質量」は、天秤ばかりで測れます。
天秤ばかりは、
「同じ質量の物体に加わる地球の重力は同じ」
ということを利用します。

「重量」は、ばねばかりで測れます。
ばねばかりは、
「ばねの変形する程度は加わる力に比例する」
ということを利用します。

いわゆる無重力状態では、
重力がありませんから、
物体の「重さ」すなわち「重量」はゼロになります。
でも物体の質量は変化しません。
物体に力を加えてみることにより、質量の違いを測れます。
同じ力を加えたとき、どんどん加速していけば、その物体の質量は小さいです。
同じ力でもあまり加速できなければ、その物体の質量は大きいです。
(無重力状態の宇宙船の中で、
 質量の小さな「パチンコ玉」と、大きな「砲丸」とを
 それぞれキャッチボールすることを想像してみて下さい。)

体重が70kg(正確には70kg重)というときは、
普通、そのヒトの体にかかる重力が、
一般的な70kgの質量の物体にくわわる重力の大きさと同じ、
ということです。
浮力とか、場所による重力加速度の違いを考えなければ、
体重が70kg(重)のときは、そのヒトの質量も70kgと考えて良いです。

それでは。
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  • 回答No.3
レベル14

ベストアンサー率 23% (542/2278)

本回答は、授業で習ったことを思いだして書いたものですので、用語などに誤りがあったらすみません。 >重量と質量の違いがわかりません。 質量は、地球のどこでも、月に行っても一定値です。 「測りに掛ければ測れ」るのが「重量」でいいとすると(自信なし)、重力加速度がからみます。 月面で、はかりを使って量れば(今気づきましたが、「計る」「測る」「量る」は似てますが使い分けがありますね。)、値は ...続きを読む
本回答は、授業で習ったことを思いだして書いたものですので、用語などに誤りがあったらすみません。

>重量と質量の違いがわかりません。

質量は、地球のどこでも、月に行っても一定値です。

「測りに掛ければ測れ」るのが「重量」でいいとすると(自信なし)、重力加速度がからみます。
月面で、はかりを使って量れば(今気づきましたが、「計る」「測る」「量る」は似てますが使い分けがありますね。)、値は70kg(重)ではありません。

質量70kgの物体を、地球上の、基準の重力加速度の地点で量ると(重力加速度は地点によりわずかに違います)、重量が70kg重となる、ということです。

詳しく、またより正確な定義については、高校や大学の物理の教科書をご覧ください。

  • 回答No.2
レベル10

ベストアンサー率 50% (65/129)

「体重」がそもそも「重量」なのか「質量」なのかという定義が必要になってしまいます。 「自分の体重が70kgとすると、質量はどのようになるのでしょうか?」 まさにこの答えがあったので参考URLをご参照ください。 ...続きを読む
「体重」がそもそも「重量」なのか「質量」なのかという定義が必要になってしまいます。

「自分の体重が70kgとすると、質量はどのようになるのでしょうか?」
まさにこの答えがあったので参考URLをご参照ください。
  • 回答No.1
レベル13

ベストアンサー率 35% (455/1268)

質量は絶対量ですが、重量は相対量です。つまり、重力の違う月面で重量を測った場合は軽くなりますが、質量は重力加速度を9.8と固定したときの重さですので、どこで計っても重さは同じです。
質量は絶対量ですが、重量は相対量です。つまり、重力の違う月面で重量を測った場合は軽くなりますが、質量は重力加速度を9.8と固定したときの重さですので、どこで計っても重さは同じです。
  • 回答No.4
レベル8

ベストアンサー率 41% (14/34)

測り方について。 重量(重さ)はばねばかりを使えば測れます。質量は天秤ばかりを使えば測れます。
測り方について。
重量(重さ)はばねばかりを使えば測れます。質量は天秤ばかりを使えば測れます。
  • 回答No.5
レベル12

ベストアンサー率 38% (192/498)

重量とは、地球の重力(天体が持っている重力)によって引っ張られることで生じるじる量(重さ)のことです。 ですから、赤道上と極地点では、重力の大きさが異なるので、重量が違います。 重量を測るものとしては、バネばかりがあげられるでしょう。 また、重力が異なるほかの天体(月や火星といった惑星です)では、重量が異なると言うことですね。地球で60キロの人は、月では10キロですよ。 質量とは、その物質その ...続きを読む
重量とは、地球の重力(天体が持っている重力)によって引っ張られることで生じるじる量(重さ)のことです。
ですから、赤道上と極地点では、重力の大きさが異なるので、重量が違います。
重量を測るものとしては、バネばかりがあげられるでしょう。
また、重力が異なるほかの天体(月や火星といった惑星です)では、重量が異なると言うことですね。地球で60キロの人は、月では10キロですよ。

質量とは、その物質そのものの量のことで、どこの天体であろうと、無重力の状態であろうと、質量にかわりはありません。(無重力状態で質量を測ることは、現在の科学技術ではできませんが・・・。)
現在のところ、重力のある状態で、天秤ばかりで測りとられた量を、質量と読んでいます。(天秤ばかりで測られた量は、重力の大きさが違っても、変化がありません。)

>自分の体重が70kgとすると、質量はどのようになるのでしょうか?
天秤ばかりを使ったはかりで測って、70キロでしたら、質量も70キロということです。
このはかりのいい例として、ボクシングなどで体重を測るときに使っている体重計です。これは、天秤を使って体重を測るはかりです。
ボクシングなどの体重測定で、場所によって実質的な体重が違っていたら、競技になりませんよね。(笑)
もし、バネばかりの体重計で体重を測るのであれば、赤道上で測った方が重力が小さいので軽くなりますから、体重を落とす量も少なくて済み楽でしょうから、赤道近くでの試合が増えるでしょうね、きっと。(笑)
  • 回答No.9
レベル13

ベストアンサー率 61% (647/1050)

    重量と質量の関係ですが:     まず、重量というのは、「重力」と密接な関係があります。地球上でも重力の異なる場所では、同じ「重量計り」を使って測っても違う値になります。月の上では、大体1/6になります。(重量とは、物体の質量に働く、引力の大きさのことです。引力が違うと、同じものでも重量が違って来ます)。     しかし、地球上では、それほど極端に重力は変化しませんから、概ね、測りで測る ...続きを読む
 
  重量と質量の関係ですが:
 
  まず、重量というのは、「重力」と密接な関係があります。地球上でも重力の異なる場所では、同じ「重量計り」を使って測っても違う値になります。月の上では、大体1/6になります。(重量とは、物体の質量に働く、引力の大きさのことです。引力が違うと、同じものでも重量が違って来ます)。
 
  しかし、地球上では、それほど極端に重力は変化しませんから、概ね、測りで測るとよいということになります。
 
  他方、質量というのは、実は二種類あります。質量の測りかたということで、この二種類の質量が問題になって来ます。第一の質量は、「重力質量」と呼ばれるもので、第二の質量は「慣性質量」と呼ばれるものです。測定の仕方で、別の質量を測っていることになります。(現在まで知られている処では、この二つの質量は、同じ数字を示すようですが、定義の仕方が違っているし、測定法でも、違う質量を測ることになることがあるのです)。
 
  質量の測り方として、天秤で測ればよいというのがありますが、この場合、天秤の相手に使う「重り」の質量の測定が先になければなりません。重りも、天秤などで測っていた場合、質量を測ったことにはなりません。また、この場合、正確に計ったとしても、測っているのは、「重力質量」です。
 
  近似的になりますが、理論的に質量(重力質量)を測る方法は、次のようなものがあります:
 
  まず、長さ100メートル(あるいは10メートルでも1メートルでもいいです)の中が中空の円筒を用意します。この円筒を、地面に垂直に立て、なかを真空にします。円筒の一番上から、何か物体(例えば、天秤に使う「重り」を初速を与えずに下に落とします。底には断熱材で囲まれた水があり、重しは、この水のなかに落下します。水のはねはとりあえず無視するとして、この落下での水の温度の上昇を計り、水に加わったエネルギーを計算し、これがEだったとします。
 
  すると、この測定場所の重力が、重力加速度gである時、近似的に、次の式が成り立ちます(水のはねなどの誤差は、無視します。あるいは理想環境で計ります):
 
  mg*100=E
  m=E/(100*g)
 
  gは、重力定数と呼ばれ、一般に地球上で、g=9.8です。
  この式から、m(重力質量)が出てきます。
 
  こうして求めたmの質量の重しを使って、天秤で、貴方と反対側の処に、この質量を測った重しを載せて、釣り合う処まで重しを載せ、重しの数とその合計質量(先に測った重しは、一個ではなく、色々なものをたくさん測っていることにします。こうして、正確な重力質量の分かっている重しを使うのです)を計算すると、貴方の身体の「(重力)質量」が計れます。
 
  貴方自身が、100メートルの真空の円筒を落下して測ってもよいのですが、貴方の命がもたないでしょう。
 
  なお、体重が70kg の時、この「体重」が、上で質量を確認した重しで、質量が計れるように調整した体重計で測って70kg の時、そのまま、質量は70kg です。ただ、体重計を調整した場所と、体重を測った場所の重力加速度が等しいという条件がつきますが、大体等しいです。
 
  ただし、月などにこの体重計を持って行き、そこで体重を測ると、大体1/6になります。
 
----------------------------------
 
  以上は、「重力質量」の測り方です。
 
  「慣性質量」というもう一つの質量があります。これは、目下の処では、重力質量と同じものに思えますが、条件が違うと数字が違って来る可能性があります。実は、この二つの質量は同じものかどうかというのが、物理学の一つの課題です。
 
  宇宙空間で、宇宙船を考えます。この宇宙船の後部から、まっすぐに後ろ向けに、エネルギーEの光を放射します。すると、作用反作用の法則で、宇宙船は、光とは反対の方向に運動を始めます。この運動の速度測ってをVとします。
 
  この時、次の式がなりたちます:
 
  (1/2)*m*V^2=E
  m=2E/(V^2)
 
  このmで定義されるのが、「慣性質量」です。実際には、重力の作用や、即誤差があり、正確に測定するのは難しいですが、理論的には、これが、「慣性質量」です。
 
  (注:「重力質量」は、万有引力の法則から出てくるもので、「慣性質量」はニュートンの運動法則から出てくるもので、理論的には別のものです。しかし、普通の空間では、宇宙船の精密軌道計算に用いても、誤差がでないほど一致し、日常的には、実用上、同じものと考えても差し支えないのです)。
 
  • 回答No.8
レベル13

ベストアンサー率 24% (357/1463)

jun1038さんの説明が最も正確で、本質をとらえていると思います。 つまり、重量とは物質の量を示すのではなく、物質に働く重力という力の大きさを示すものだということです。 ですけれど、日常的に、例えばある人の体重が70kgだと言った場合、それはその人の身体を構成しているの物質の 量を示しているのだと考えますよね。体重計に乗って、自分の身体にかかる重力なんてものを想像する人はまず 居ません。つまり、 ...続きを読む
jun1038さんの説明が最も正確で、本質をとらえていると思います。
つまり、重量とは物質の量を示すのではなく、物質に働く重力という力の大きさを示すものだということです。
ですけれど、日常的に、例えばある人の体重が70kgだと言った場合、それはその人の身体を構成しているの物質の
量を示しているのだと考えますよね。体重計に乗って、自分の身体にかかる重力なんてものを想像する人はまず
居ません。つまり、ここでは、本来質量によって表すべき量を重さによって代用しているのです。
重力の働き方が、地球上のどこでもあまり大きくは違わず(厳密には違います)、質量に比例して働くからです。
自分の体重が70kgだということは、直接的には自分の身体にかかる重力の大きさが70kg重だということです。
それによって、自分の身体を構成する物質の量、つまり質量がだいたい70kgだということを知ることができます。
しかし、質量を厳密に量るには、他の方々の回答にあるように、天秤ばかりを使うとか、加速度を測るとか
しなくてはなりません。
#ひょっとすると、健康管理に必要なのは、質量よりも重力の大きさそのものかもしれませんが。
  • 回答No.6
レベル14

ベストアンサー率 15% (594/3954)

4の回答の、「ばねばかり」と「天秤ばかり」が簡単明瞭な説明だと思います。 いちおう、地球上の「普通の」場所が基準になりますので、質量の「70kg」と、重量の「70kg」(=「70kg重」を、昔は70kgwと書いてたのを、最近は70kgfと書くようだから、「70kg力」にすればいいと思うのだけれど、教科書は「重」ですね。)は、ほとんど同じ大きさを表わすことになります。 「はかりを押す力」とでも考 ...続きを読む
4の回答の、「ばねばかり」と「天秤ばかり」が簡単明瞭な説明だと思います。

いちおう、地球上の「普通の」場所が基準になりますので、質量の「70kg」と、重量の「70kg」(=「70kg重」を、昔は70kgwと書いてたのを、最近は70kgfと書くようだから、「70kg力」にすればいいと思うのだけれど、教科書は「重」ですね。)は、ほとんど同じ大きさを表わすことになります。

「はかりを押す力」とでも考えたらイメージしやすいでしょうか。
天秤の場合は、測る対象も基準のおもりも、同じ重力加速度(ひらたくいえば「引力」)の影響下にあるので、月面でも同じように「質量」として測ることが出来ます。(重さって、「計量」するものは「量る」でも同じ・・?)

質量の基準は1辺1cmの立方体の体積の水(4℃の)(さいきんは基準の作り方が違うかもしれないけど、表わすものは同じでしょう)

ちなみに、細かいことを言えば、空気中でも「浮力」があるから、実際の質量より、体重計に表示される重さ(重量)のほうが軽いはず。
  • 回答No.10
レベル10

ベストアンサー率 44% (58/130)

たくさん回答が寄せられていますので、整理のため、出発点に戻ったコメントを少しだけいたします。 「体重が70kg」この言葉が既に分りずらいですよね。体重は地上で受ける重力(つまり台秤りを押す力)を表しますが、70kgの"kg"は質量の単位です。ですからこの言葉は、うるさく言えば、「地上で、質量70kgの物体が受ける重力に相当する体重」と読み替えなければならないことになります。 ...続きを読む
たくさん回答が寄せられていますので、整理のため、出発点に戻ったコメントを少しだけいたします。

「体重が70kg」この言葉が既に分りずらいですよね。体重は地上で受ける重力(つまり台秤りを押す力)を表しますが、70kgの"kg"は質量の単位です。ですからこの言葉は、うるさく言えば、「地上で、質量70kgの物体が受ける重力に相当する体重」と読み替えなければならないことになります。

そしてさらに、質量の定義には(何人かの方が触れられているように)「慣性質量」と「重力質量」があります。秤りで測れるのは重力質量の方ですね(厳密なことをいうといろいろ問題がありますが)。しかし慣性質量と重力質量は、その比の1からのずれが10^-12以下という高精度で一致することが実験的に確められており、一般相対論に至っては完全に同一と見なします。

だから結局、地上の体重計で測った量は、質量であると考えて差し支えないです。自分の体重が70kgとすると質量も70kgです。ただし、地上を離れれば、体重計の読み値は変わることには注意して下さい。宇宙遊泳している人が体重計に乗っても目盛の針は動きませんが、質量は70kgのままです。

体重とか重量という言葉はどちらかというと日常・実用用語で、物理学的に厳密な使い方がされていないとも言えます。
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