上皿天秤では質量が測れない場合があるのですか？

質問

体重計に椅子(50kg重)とその上に人(50kg重)が乗った場合
　最初100kg重になりますよね。
　次に椅子からジャンプして降りた場合ジャンプして降りるている時の体重計は50kg重になりますよね。
　そのあと、また体重計の上に降りた場合100kg重になりますよね。

これを上皿天秤の上で行った場合も同様になるように感じます。
とすると、中学校の時に習った上皿天秤で質量が測れるというのは間違いということになるのですか？

回答No.5

htms42 · ベストアンサー

＃２です。

＃２でははかりについての一般的な話をしました。質問されている内容から外れたことになってしまったかもしれません。

（１）体重計と上皿天秤と２つ区別しているようですね。天秤はてこの原理を使っています。左右のバランスで測ります。ｂａｌａｎｃｅを辞書で引くと「天秤」と出てきます。でも現在「上皿天秤」と呼ばれているものがてこの原理を使った左右のバランスで質量を測るものを意味しているとは限らない状況ではないかなと思っています。「天秤」を「はかり」の意味で使っている場合があるようです
質問文の中にある「上皿天秤」はどういう意味でしょうか。
本来の天秤には目盛りがありませんので動いたときにどういう値が出てくるかは知ることが出来ないものです。左右の力がが釣り合ってなければ天秤のさおが動くだけです。
「上皿天秤の上で行った場合も同様になる」と書かれていますので本来の天秤ではないもので考えているのだろうと推測します。

（２）はかりの上で動いた場合にどのような目盛りを示すかは複雑です。単純に１００ｋｇ重、５０ｋｇ重、１００ｋｇ重ではありません。
体重計の目盛りは体重を量っているのではありません。力を測っています。力が変化すれば目盛りも変化します。椅子から飛び降りるときはからだを椅子から浮かさなければいけません。椅子には体重よりも大きい力をかけることになります。体重計の目盛りは１００ｋｇ重よりも大きくなります。その後は椅子の上に人が乗っていませんから振動します。振動の中心は椅子だけのときの重力、５０ｋｇ重です。体重計の上に降りたときはまた１００ｋｇ重よりも大きな力がかかります。着地の方法によって力の大きさは変わります。
お茶の入ったペットボトルを足の上に置いても痛くありません。足の上に落とせば痛いです。

家にある体重計の上で軽くジャンプしてみてください。体重が５０ｋｇだとしたときに５０ｋｇ重、０ｋｇ重、５０ｋｇ重になるのかというのは簡単に確めることが出来るものだと思うのですが。ひざを曲げたり伸ばしたりするだけでも表示は動きます。

回答No.4

noname#58790

質量を計測する機器に、こう言う真似はやめましょう。

回答No.3

maekawadesu

最初、体重計の上には「椅子と人」が乗っている。
ジャンプ中、体重計の上には「椅子」が乗っている。
着地後、体重計の上には「椅子と人」が乗っている。

それぞれの場合で正しい重力を測定していると思います。
ただ、ジャンプや着地の瞬間には１００ｋｇ重以上の値になると思います。

回答No.2

htms42

質量はバネばかりでは測れないが天秤はかりでは測ることが出来ると学校で習います。
これはかなり誤解のある表現だと思います。

どちらも重力を使っています。重力の働かない所では使うことが出来ません。
重力の強さが変わった場合（重力の大きさの異なる場所にはかりを持っていった場合）バネばかりの目盛りが意味を持たなくなります。バネばかりで「質量を測ることが出来ない」というのは「何処かある場所でつけた目盛りは別の場所では使えなくなる」という意味です。天秤はかりには目盛りがありません。分銅との比較をしています。分銅が質量の基準になります。バネばかりでも分銅を使って目盛りを付け直せば質量を測ることが出来ます。はじめから目盛りのないばねばかりと分銅でやれば上皿天秤と同じことになります。

どちらのはかりにしろ釣り合い状態（静止状態）で測ります。
静止していないバネばかりの示す値は質量ではない量を表しています。
バネばかりの伸びから分かるのは力の大きさです。静止しているときだけ力の釣り合いから力がその物体に働く重力に等しくなるのです。

回答No.1

BookerL

はかりで測定できるのは、はかりに加わる力です。これは上皿天秤でも体重計でも同じです。

　体重計で「重量」を測れるのは、体重計の上で人が静止しているとき、人に働く重力と体重計が人を支える力がつりあっており、「体重計が人を支える力」の反作用である、「人が体重計に加える力」が体重計の目盛りに現れます。

　大きな上皿天秤の上に載って人の「質量」が測れるのも同じで、天秤の上で人が静止しておれば、人が皿を押す力と、他方の皿を分銅が押す力がつりあい、人の質量と分銅の質量が同じであることがわかります。
　人が椅子と一緒に天秤の皿に載り、椅子から飛び降りるとき、飛び降りて皿に着地するまでの間に天秤の操作ができたとして、このときは椅子が皿を押す力と分銅が皿を押す力のつりあいから椅子の質量が示されることになります。これで正しく「椅子の質量」が測れています。

　天秤に力を加えていない人の質量が測れないからといって、「上皿天秤で質量が測れるというのは間違い」ということにはなりません。