重力とは地球が物体を引く力です。質量 1 kg の物体にはたらく重力は約 9.8 N。質量が 2 倍になれば重力も 2 倍、10 倍なら 10 倍――重力は質量に比例します。スライダーで質量を変えて、重力がどう変わるか確かめましょう。
重力の大きさ \(W\) は、物体の質量 \(m\) と重力加速度 \(g\) の積で求められます。
公式:
$$ W = mg $$計算過程:
質量 \(m = 10\,\text{kg}\)、重力加速度 \(g = 9.8\,\text{m/s}^2\) を代入します。
$$ W = mg = 10 \times 9.8 $$ $$ W = 98\,\text{N} $$よって、質量 10 kg の物体にはたらく重力の大きさは 98 N です。
重力加速度 \(g\) は天体によって異なります。同じ 10 kg の物体でも、天体が変わると重力が変わります。
| 天体 | \(g\)〔m/s²〕 | 10 kg の重力 |
|---|---|---|
| 地球 | 9.8 | 98 N |
| 月 | 1.6 | 16 N |
| 火星 | 3.7 | 37 N |
| 木星 | 24.8 | 248 N |
月面では \(g \fallingdotseq 1.6\,\text{m/s}^2\) なので、
$$ W_{\text{月}} = 10 \times 1.6 = 16\,\text{N} $$地球上の約 \(\dfrac{1}{6}\) になります。質量は場所によらず一定ですが、重力(重さ)は場所によって変わることに注意しましょう。
重力の大きさ \(W = mg\) は質量に比例します。\(g \fallingdotseq 9.8\,\text{m/s}^2\) は地球表面での値であり、質量〔kg〕と重力〔N〕は別の物理量です。質量はどこでも変わりませんが、重力は天体や高度によって変化します。