座ったり立って静止している人間には重力加速度は0なのでしょうか?
だとしたら重力=重力加速度×質量より重力が0になってしまうと思うのですが。
重力加速度は9.8m/s^2でどの物体にも働くため静止した人間にも働くと思い、
静止している人間に重力加速度が働いて、質量が60kgだとしたら588kg×m/s^2の重力がかかるというわけのわからないものになってしまいます。
どうか何が間違っているか教えてください。
また、重力と重力加速度の違いは何ですか?重力加速度により重力が生まれるのでしょうか?
わかりやすく教えてください。
No.11
- 回答日時:
F=mgは
力=質量×重力加速度のことですね
適用できるもできないも、現実そのままですよ。
もちろん、質量を実用単位で使用、力も実用単位で得たいときは、重力加速度は9.8m/ssを1とした指数の数値を使用する必要があるだけです。
>重力は地球の重力加速度を受けて発生する力に釣り合う反作用の力、釣り合う反作用・・なので物体は動きません
これが、理解できませんか?
ばね秤で体重を計るとき重力に対する反作用の分、ばねが縮みます、それを読み取って、力に換算しています。
地面を歩いて横移動では、反作用の力が見ただけでは観測できないだけです。
No.13
- 回答日時:
まずは、ma=fのことは考えないようにしましょう。
地球表面付近では、(静止していようが、動いていようが)速度に関わらず質量m[kg]の物体にはm[kg重]の重力が働きます。・・・基本中の基本です!
これは例えば、10kgの米袋を持ってじっとしていれば(静止していれば)そのずっしりとした手応えから、これが10kgの物に働く重力の大きさだと実感できますし、仮にこれを上にほうり投げても、横にほおり投げてもやがて「どさっと」地面に落ちますから、静止状態でなくても重力が働くことは見て取れますよね。
ただ、力の単位がkg重のままでは物理の諸法則(諸公式)に当てはめる事ができないので、単位変換する必要があります。
質量m[kg]の物体に働く重力は、(重力加速度と呼ばれる)比例定数gを用いてmg[N](mg[kg×m/s^2])というように。
だから、素直に質量m[kg]の物体に働く重力は(運動の様子、速度に書かかわらず)mg[N]だと受け入れておくのが良いのです。(特に物理習いたての時期は)
⇒質量が60kgの人間に働く重力は60[kg重]=588[N]
さて、このこと(物体にはたらく重力はmg[N]:エムジーニュートン)を固めたうえで運動方程式(ma=f)に移りましょう。
a[m/s²]は物体の加速度、f[N]は物体に働く力です。 (fの単位がkg重の場合はこの公式は成り立たないので要注意)
人間が静止しているという事はその加速度が0で、人間に働く力も0であるという事です。
つまりa=0,f=0
このときのfの内容を詳しく見てみますと、
人間に一切力が働いていないからf=0・・・①
人間に複数の力が働くがその合計が0(f=0)・・・②
のいずれかです。
前述のように、地表にいる人間にはmg[N]の重力が必ず働きますので、①ではなく②が該当します。
従って、f=mg-mg=0
↑ ↑
↑ 重力の大きさに匹敵する重力とは逆向きの力
重力
と言う状態にあるのです。
つまり、60kgの人間が静止しているという事は、人間に588[N]の重力が働き、そのうえ更に正反対の向きの力588[N]が働いているという状態で、トータルで力のバランスが取れて人間は加速度a=0で静止しているという事なのです。
ここに登場するaは、単なる加速度で、重力加速度ではありません。
また、g(重力加速度)は前述のように重力の単位変換の比例定数くらいに思っておくのも良いでしょう。
仮にこの正反対の向きの力588[N]が無い場合、(つまり働く力が重力のみの場合)
ma=fのfに入るものは重力mgだけですから
ma=mgとなり
a=gとなるのです。
すなわちこの式は、重力以外に働く力がない状態で落下するときの物体の加速度aは
a=g になるということを示しています。
そしてこの重力だけによる加速度a=g(=9.8m/s²)のことを重力加速度と呼ぶのです。
いずれにせよ、質問者さんは考え方の順序が逆のようです。
地表付近において、全ての物体にはmgの重力が働く、だからこの重力のみで落下させる時の加速度は9.8m/s²=gになる(これが重力加速度と呼ばれるもの)
初めに重力ありき⇒その重力によって重力加速度が生じる
というように、受け入れておくのが良いと思いますよ。^^\
No.14
- 回答日時:
質量×重力加速度=重力(ただし単位はN、ニュートン)
この場合は質量Kg×9.8m/ss=重力N・・・Nの定義がそうなっているのでそのままの数値で計算できます
>588kg×m/s²
1Kg×9.8m/s²=9.8N(NO4さんから)
(588kg×m/s²)/(1Kg×9.8m/s²)
(588KKgm/s²)/(9.8Kgm/s²)
あとはあえて計算の必要ないですね
588kg×m/s²を、実用単位Kgで表示のためのは9.8N(=1Kg×9.8m/s²)で割り算の必要があります。
No.16ベストアンサー
- 回答日時:
#14 ・・・ん?
なんでわざわざ実用単位Kgに直す必要があるの?本末転倒じゃね?
ちなみに 力の単位はkgではなくてkgw,kgfが正確な単位
kgは質量の単位
kg・m/s^2も、ふつうは使わないけれどもね
高校入ってから俺も[N]しか使ったことないよ!
作用反作用は#15さんの言うとおり。
物が地球に及ぼす力(物体や人間が地球を引っ張る力)すなわち万有引力が反作用と表現するとなお正確な表現になるね。
つまり、物体や人間は地球から重力(万有引力)により引っ張られているけれども(作用)、同時に物体や人間は同じ大きさの力で地球を引っ張り返している(反作用)ということだね。
まあ、質問の本線からははずれるかもしれないけれど・・・
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じっくり読ませて頂きます。