• 締切済み
  • 暇なときにでも

重力加速度

重力加速度は質量に関係なく一定とあります。 しかし加速度は質量が重ければ加速しにくいとあります。 非常に似ているように感じるものが全く違うのでいささか不思議なのですが、 なぜなのでしょうか?

共感・応援の気持ちを伝えよう!

  • 物理学
  • 回答数8
  • 閲覧数910
  • ありがとう数2

みんなの回答

  • 回答No.8

物体には、重さがあります。しかし、その重さには2種類あります。地上で物体を持ち上げている時感じる重さと、宇宙空間で物体を動かす時に感じる重さです。 前者は、地球の重力に引かれて落下しようとする物体を、その場に留めておく為に感じる重さです。後者は、静止している物体を動かす時に感じる重さです。他の物体の重力に引かれる性質を重力質量と言い、その場に留まろうとする性質を慣性質量と言います。 物体の落下とは、その場に留まろうとする慣性質量を、落下させようとする重力質量が引く現象です。あらゆる物体においてこの両者の比率が同一なので、物体は質量に関係なく同時に落下するのです。例えば、物体が重くなり重力質量が2倍となっても慣性質量も2倍となります。引く力が2倍となっても、留まろうとする力も2倍となるので、あらゆる物体は同時に落下するのです。 では何故、両者の比率が同一なのでしょうか。相対性理論では、両者は同じ現象であると解釈します。物体を加速する時、その物体にはGが掛かります。また、地上にある物体にも重力によりGが掛かります。この2つが同じ現象であると言うことは、空間そのものが地球の重力により落下していると言う意味です。物質は空間の同じ位置に留まろうとして、空間と共に落下しようとします。それを地表が妨げ物体を反対方向へ加速していると考えます。双方、物体を加速することによりGが掛かり、また重さを感じると考えたのです。これを「等価原理」と言います。こう言う意味で、空間は重力により歪められていると想定します。 しかし、本当に空間が落下しており地表の物体は地面により空の方向へ加速されているとしたら、地表にある物体は46億年間加速され続けその物体の速度は光速に近くなっている筈です。そうなると、それ以外の方向には少しも動けません。何故なら、それ以外の方向へ動くと、その物体は光速を超えてしまうからです。しかし、現実には地表の物体は自由に動かすことが出来ます。従って、空間が落下しているのではないことが分かります。 慣性質量と重力質量とが全く同じなのであるなら、慣性質量も万有引力により生じる現象であると考えざるを得ません。物体間でグラビトンを交換し合うことで重力(万有引力)が生じます。他の物体の無い時、物体は自分自身とグラビトンを交換し合います。過去の自分とグラビトンを交換し合うので、過去の自分の在った位置の方向へ重力により引かれるのです。これが慣性です。双方万有引力により起こる現象なので、あらゆる物質においてその比率は同一なのです。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

  • 回答No.7
noname#195146
noname#195146

 高校物理の数式を使ってみます。  まず重力ですが、質量M(地球としておきます)と、質量mの物体(りんごにしておきましょう)があり、距離がrのとき、二つの物体にはたらく力F(双方に同じ力がかかる)は、万有引力定数をGとして(r^2はrの2乗の意味で、エクセルなどでも使える記法です)、  F=GMm/r^2 となります(ニュートンの万有引力式)。  さらに質量mの物体に力Fがかかるときの加速度をaとすれば、  F=ma となります(ニュートンの法則の一つ)。  今は同じ状況の重力を考えていますので、二つの式のFは同じものです。ですから、  ma=GMm/r^2 とできます。この式を整理していって、質量mの物体(りんご)の加速度aを求めてみます。  ma=GMm/r^2(再掲)  a=GM/r^2(両辺をmで割った)  とりあえずmには関係しないことが分かります。これは「重力の強さと加速しにくさが相殺する」と解釈できます。重いりんごであるほど落ちようする力が強いのですが、重いりんごほど加速しにくいということですね。  さて、Gは定数ですし、Mも定数です。ですから、GMもまとめて定数です。距離rとは関係ありません。  rはりんごと地球の距離なんですが、地表からではなく、地球の中心からの距離になります。つまりrは非常に大きいのです。りんごが木から地表に落ちるとして、rはほとんど変わりません。高度1万メートルだとしても、地球の中心からの距離と比べれば微々たるものです。  こういう場合、rも変わらないとみなしていいのです(きちんと習うときは近似式にして確かめたりします)。  つまり、a=GM/r^2の右辺は変わりません。それなら加速度aも変わらないわけです。ですので、地表で落ちる物は質量に関係なく同じ加速度で落ちます(空気抵抗を無視できるとして、ですが)。 P.S.  なお、そのaをgと書いて、地表での重力加速度としています。約9.8m/sec^2です。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

  • 回答No.6

>重力加速度は質量に関係なく一定とあります。 >しかし加速度は質量が重ければ加速しにくいとあります。 1つ目の文を式にすると・・・ F = m * g において、gは一定 2つ目の文を式にすると・・・ a = F / m (→ F = m * a) 1つ目の文は「gが一定」であることを言っているだけで、それによって「発生する力が一定」とは言ってないことに注意。 たんに、言葉のアヤですね。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

  • 回答No.5
  • uen_sap
  • ベストアンサー率16% (67/407)

結論だけ見るとそうなりますが、 力が一定なら質量が大きいほど加速度は小さくなります。 重力は質量に比例しますから、上記前提が成立しません。 何事もそうですが、そうなる結論の前提は常に把握しておきましょう。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

  • 回答No.4

ご存じのように地球は重いものほど強く引っ張ります。 重いものほど加速しにくいので、相殺されて加速度は一定になります。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

  • 回答No.3

昔、ピサの斜塔から物を落とした人がいたらしい。 (ガリレオらしいけど、それは俗説とか。真実は知りません。) 重力加速度は同じなので、どんな物体でも同じに加速するのが その結果なのでは? で、加速度は質量が重ければ加速しにくい・・・それもそうです。 加速度を与える側からすれば、与える力は同じ。 でも、同じ力与えても加速度が上がらない。 そんなことでないの? ご質問者は重力加速度は一定の前提に対して、他から力を与えることにより 「結界的に」得られる加速度は異なる・・・ということをお忘れではと思います。 f=maの式があるでしょう。力は同じでも加速度は変わるのです。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

  • 回答No.2

重力加速度というのは、自由落下している物体の加速度を特にそう呼んでいるのです。 地球の中心からの距離が同じなら一定です。 また重力加速度は単位質量の地球から引っ張られる力の大きさともいえます。 重力=質量×重力加速度 と表されます。 つまり質量が大きければ大きいほど地球から引っ張られる力も大きいのです。 質量の大きい物を持つと「重い」と感じるのはそれにかかる重力が大きいからです。 運動方程式: 質量×加速度=かかる力の大きさ つまり 加速度=力の大きさ÷質量 この式から、仰る通り質量の大きい物体ほど加速しにくいとわかります。 しかし重力は質量が大きければ大きいほど大きくなるので、 結局相殺されて加速度は一定になるというわけです。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

  • 回答No.1
  • tekcycle
  • ベストアンサー率34% (1839/5289)

> しかし加速度は質量が重ければ加速しにくいとあります。 「同じ力なら」、質量が大きければ加速はしにくいです。 F=m×a という奴です。 Fが一定なら、mが大きければaは小さくなる。 どういう理屈かは知りませんが、重力加速度は、まずaが重力加速度と決まっているのです。 体重100kgの人と50kgの人とでは、かかっている力、F(Force)が変わるのです。 楽天のジョーンズは、若くて痩せている頃は、ゴールドグラブの名外野手。 今は、重くて(若しくは怪我で)走れないわけです。グラブ捌き自体は綺麗でしたが。 少なくとも体重が重い方が、同じパフォーマンスをするのに、より力を必要とするのです。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

関連するQ&A

  • 重力加速度

    重力加速度のについての質問です。 重力加速度は物体の質量の違いにより何か変わるの でしょうか。 例えば、鉄、真鍮、ナイロンなど重さの異なる 球をレールの上から転がし、 時間と速度を求めるとして、ナイロンが遅いのは わかりますが、鉄より重い真鍮が鉄より遅いのが よくわかりません。 お願いします。

  • 加速度センサーと重力加速度

    加速度センサーは、デバイスが一定方向に一定速度で移動しているときには加速度は生じず、 そこから速度が変化したときに初めて加速度が生じるものと覚えました。 加速度センサーを机に置いている場合、常に重力加速度の1Gを検出します。 重力の速度は一定ですよね。 ということは速度の変化は生じていないのでは?と考えました。 なのに常に1Gが検出されるのは何故なのでしょうか?

  • 振り子の重力加速度についてなんですけど…

    振り子の周期は、振れ幅、おもりの重さは関係なく、 振り子のひもの長さで変わってくると小5のとき習ったんですけど、 周期を求める公式には T=2π√L/G と、重力加速度が入っています 重力加速度というのはおもりの質量で決まるんですよね? 周期にはおもりの質量は必要なのか必要じゃないのか、 よくわかりません(; ̄O ̄) 物理に詳しい方、中二の自分にもわかりやすい説明で 答えてください(>人<;)

  • 重力加速度について。

    自分でも何が分っていないのかが、よく分らないという難解な事態に陥っているのですが、重力加速度の質問です。 加速度と質量は関係ないことは、 f=KmM/rの二乗 α=f/m という式から自明のことなのですが…。 ここでちょっと思考実験。 仮に、太陽と地球とボールを考えてください。 太陽にボールを落としたときと、地球にボールを落としたときではボールの加速度が変わります。 … (1) では、次のパターン。 太陽にボールを落としたときに、太陽の上からボールを観察したときのボールの加速度をA。 太陽に地球を落とした(表現が変ですが思考実験なので気にしないでください)ときに、太陽から地球を観察したときの地球の加速度をB。 逆に地球から太陽を観察したときの加速度をC。 そして、地球にボールを落としたときに、地球からボールを観察した加速度をD。 とします。 加速度は質量に関係しないことから、A=B。 一つの事象を太陽と地球の両方から観察しただけなので、B=C。 そして、同じく加速度は質量に関係無いので、C=D。 しかしながら、(1)よりA≠D。 (それぞれの物体間の距離は等しいと仮定します) なんででしょう? 何かが間違っていることは分っているのですが、それが何かなのかが分りません。どなたか、分りやすく説明してください。ドツボにはまってしまっています。(笑)

  • 土星の重力加速度はなぜ金星と変わらないのでしょうか?

    8.87 m/s² 金星の重力加速度 8.96 m/s² 土星の重力加速度 質量は桁違いのはずなのに?

  • 重力

    重力加速度(重力定数)gは物体の質量によらず一定であるのは何でですか??

  • 何故あらゆる物体に同じ重力加速度が働くのですか?

    何故あらゆる物体に同じ重力加速度が働くのですか? 中学のとき、全ての物質はそれぞれに重力を持つから解りづらいが物質が地球の重力に影響を受けているように地球も物質の重力に影響を受ける と先生が言っていました。 そうなると、重力加速度は地球の持つ重力しか計算に入れていないのではないのですか。地球から受ける重力は同じ大きさでもその物質が地球に与える重力は同じ大きさではないのです。よって、質量の違う物質は同時に落ちないと思うのです。 この考えは、かの有名なガリレオ・ガリレイの主張を否定しているのですが… 私の考えは間違っていますか。それとも、そんなごくごく微量なものは0と計算するということですか。

  • 重力加速度gと重力mgのmの単位ってなんでもいい?

    あるものの速さや位置エネルギーを出すときに(等式ではなくて単位が影響する)はm(質量)の単位は決まっていますか?重力加速度の定義について知りません 例えばある物体の質量は10kg、重力の及ぼす力はmgだから9.8×10=98【N】 つまり重力加速度の単位はm/s^2と同時にN/kgってことだよね? そこで質量10000g=10kgの物体に重力が及ぼす力をgのままmg=Fに代入すると98000Nでぜんぜん違う と言うことは重力加速度は単位をkgに直してから使えってことですよね。 ちなみにN/1000g=10^-3N/gがg用の重力加速度ってことか!

  • 重力加速度について

    重力加速度は地球上ではだいたい9.8mですよね。 月では重力が地球の1/6だから重力加速度も9,8/6 この考え方でいいですか? あと例外とかありますか?

  • 重力加速度って、一定では?

    今朝のズームイン朝の、集団パラシュートでギネスズックに挑戦のレポートのとき、日本人は身体が軽いので、6kgのウエイトをつけないと、身体の大きな外人との速度が違ってしまう。 てなことを言ってました。 学校の勉強を忘れているのかもしれませんが、たしか、重力加速度は一定だったのではなかったでしょうか。 勿論、質量が大きい方が、重力自体は大きいにしても、速度は一定だったかと。 うるおぼえでごめんなさい。 でも、気になったので…。