No.6ベストアンサー
- 回答日時:
No.3 です。
まずは #3 の「お礼」に書かれたことについて。
>今回の質問とは関心が逸れますが
>ニュートンの運動方程式 F = ma から、「F = 9.8 N」「m = 1 kg」のときの加速度がa = g = 9.8 m/s^2になります。
この場合、加速度が従属的に決まるのでしょうか?力が後に決まるのでしょうか?
「ニワトリと玉子」ですから、「加速度から力を求める」こともありますし(物理の問題を解くときにはそうすることが多いです)、地球上では「重力から、既知の重力加速度を使って質量を知る」ことが多いです。
「体重計」などは後者の代表格。
>未知の惑星のある地点Sにたどりつき、未知の物体について調べたいときに、人類はどうしたらよいのでしょうか?地球から質量1kgの物体Aと体重計を持参し、当該惑星の地点Sにおいて、体重計に物体Aを置けば、そこから当該惑星の重力加速度が分かり、そこから運動方程式を用いて、未知の物体の質量を知ることができるでしょうか?(体重計だって正常に作動しないでしょうが、理想上の体重計があるとして…。)
そのように「天秤」を使えば「重力加速度」の大きさに影響されずに「質量」を測定できます。
「ばねばかり」や、市販の体重計のように「重力によるひずみを電気信号に変えるストレインゲージ(歪ゲージ)」を利用した体重計では、実は「質量」ではなく「力」を測定しています。
地球上では「重力」→(重力加速度)「重さ」→「質量」で換算できますが、未知の惑星では「重力加速度」が分からないので使えません。
月では「重力加速度」は地球の約 1/6 なので「0.17倍」の表示になります。
(60 kg の人が乗ると「9.9 kg」と表示される)
「補足」に書かれたことについて。
>体重計などの「はかり」は“重力”を感知するが、表示される数値は質量(kg重やg重と考えてもよい)と捉えてよいということでしょうか?
「地球上では」という条件で「重量、質量」と等しい数値になりです。
上に書いたように、月や他の惑星、さらには宇宙ステーションや人工衛星上では使えません。
ただし「表示される数値は質量(kg重やg重と考えてもよい)」ではありません。「数値」は同じでも「単位」が違います。
繰り返して言いますが、「質量(kg)」と「力(N, kg重)」とは「別な単位」「別な物理量」です。
F = ma
のように「加速度」を介して換算される物理量です。
よく、ロケットの打ち上げ時に「3G」の力がかかるとか、ジェットコースターの日本最大値は 5.2 G の力がかかる、などと言いますが、これは
・「3G」なら体重 60 kg の人には「180 kg重」の力がかかる
・「5.2G」なら体重 60 kg の人には「312 kg重」の力がかかる
ということです。
体重 60 kg が「180 kg」や「312 kg」になるわけではありません。あくまで「それだけの力がかかる」ということなのです。
その意味で、地球上では「1G」の重力が、上に書いた「月」では「0.17G」の重力がかかるということです。「質量」にそれをかけた「力の大きさ」が「kg重」という単位です。
回答ありがとうございました。
>「ニワトリと玉子」ですから、「加速度から力を求める」こともありますし(物理の問題を解くときにはそうすることが多いです)、地球上では「重力から、既知の重力加速度を使って質量を知る」ことが多いです。「体重計」などは後者の代表格。
質量と力(g重など)について整理できました。また、実用・工学的なことについても理解が深まりました。分かりやすい解答ありがとうございました。
No.7
- 回答日時:
質量と重力は違うものです。
物体が同じなら質量はどこでも同じになります。
地球上で質量1kgの物体は、月面上でも質量1kgてすし、無重力空間でも質量1kgです。
一方物体が同じでも、その物体に働く重力は、重力を測る場所によって変わります。
地表付近で働く重力が1Nの物体を、月面上に持って行って重力を測れば1Nよりも小さくなるし、無重力空間だったらもちろん0です。実は、同じ地球上でも海面スレスレで測るのと富士山の上で測るのでは、重力の大きさは違うんですよ!
さて、地表付近で質量1kgの物体に働く重力はだいたい10N。2kgの物体なら20N…
「重力10N」を「重力1kg重」って表すことにすれば、「質量○kg」の物体に働く重力は地表付近では「重力○kg重」ってできるやん、楽やん!ってことですね。
はかりが表す数値は、本当は物体に働く「重力○kg重」なんですが、地表付近で測ってるならば、それはたまたま「質量○kg」と等しくなるわけですね。
というかむしろ、そのようになるように「kg重」という単位を発明したわけです。
_一方物体が同じでも、その物体に働く重力は、重力を測る場所によって変わります。
地球の緯度などによっても重力と遠心力などの関係で、測定される力は違うということを勉強しました。
>同じ地球上でも海面スレスレで測るのと富士山の上で測るのでは、重力の大きさは違うんですよ!
これは、万有引力の式のr^2の値や遠心力が異なるためなのかなと考えました。
質問に回答をいただき、ありがとうございました。
No.5
- 回答日時:
>1molの水分子の質量は何gでしょうか?また、地球上で何グラム重でしょうか?
1molの水の質量は18gです。
質量18gの水の重さは(地球上では)18g重です。
質量18gの水を月の上に持っておっても、無重力状態の宇宙でも
質量は18gでその中に入っている水分子の数は一緒です。
しかし、質量18gの水の重さは、地球上では18g重ですが、月の上では
重量が小さいため、18g重よりも小さくなってしまいますし、
無重力状態では、0g重になってしまいます。
>一般的に18gの水が1molと説明されると思いますが、これは18g重の水のことでしょうか?
はい、質量18gの水が1molです。
質量18gの水の重さは18g重です。
地球上では同じ数値になりますが、質量と重さとは違う物理量なので、
混同しないでください。
>地球の重力加速度は9.81m/s^2だから、1molの水の質量は18÷9.81=1.83g?
いいえ違います。地球の重力加速度は9.81m/s^2だから、質量の数値と
重さの数値が一緒になります。
>化学では「質量数」を学びますが、これは「質量」というよりは「地球上の質重」の値ということでしょうか。
いいえ違います。
質量数とは、原子核の中の陽子と中性子を足し合わせた数です。
通常の水素原子は、原子核の中には陽子が1つだけですので
質量数は1となります。
原子核の中に陽子1個と中性子1個とを持つ重水素は
両者の合計が2になりますから、質量数は2となります。
自然界には質量数1の水素とごく少量の質量数2の水素の混合物なので
その平均値である原子量に小数点以下の数字がつくのです。
>最近、約1kg(←きっとkg重の意)のリンゴの質量は 101g 程という一節に触れ、改めて質量と“重さ”について考えています。
何か、誤解をされているのではないでしょうか?
kgというのは質量の単位なので、約1kgのリンゴの質量は、約1kgです。
もし、(地球上で)約1kg重のリンゴでしたら、その質量は
約1kgです。
回答ありがとうございます。
身の回りkgとkg重について混同していました。
今回教えていただき、すっきりしました。
100gのリンゴは1kg重ではなく、およそ1Nということですよね。
No.4
- 回答日時:
そもそも、質量と重量の違いなり、定義なりをちゃんと勉強することです。
天秤で質量を測ることはできません。それで測るのは重量です。しかし、それでは不便なので、重量と質量の値が一致するように調整したものを使っています。なので、天秤で10.0gが指したのであれば、その重量は10.0グラム重であり、質量は10.0gということです。1molの質量を議論する前に、物理の基礎をしっかり勉強するか、それができないなら、そんなとんでもない誤解をするよりは、地上で天秤によって示される値が質量であると思った方がマシです。
No.3
- 回答日時:
No.1 です。
よほどひどい「トンデモ説」を読んでしまったようですね。
「質量の 1 kg」は、宇宙のどこに持って行っても「1 kg」です。
無重力ではそのままでは何の力も働きませんが、地球上では地球との「万有引力」が働きます。
ちょうど「地球の半径」だけ離れているときの万有引力を「重力」と呼び、「万有引力」に「地球の半径」と「地球の質量」を当てはめ、そこに置いた「1 kg」の質量に働く万有引力(重力)の大きさが「9.8 N」になります。
ニュートンの運動方程式 F = ma から、「F = 9.8 N」「m = 1 kg」のときの加速度が
a = g = 9.8 m/s^2
になります。
当然、「万有引力の式」から、宇宙ステーションの高さでは万有引力の大きさは小さくなり、重力加速度も小さくなります。
「力」のSI単位(国際単位系)は「ニュートン」であり、これは「1 kg の質量に 1 m/s^2 の加速度を生じさせる力の大きさを 1 ニュートンとする」という定義です。
この単位だと、1 kg の質量に働く重力の大きさは上のように「9.8 N」であり、日常生活で使うには直感的に分かりにくいものになります。
このため、日常生活では「1 kg の物体にかかる重力の大きさ」といった方が直感的にわかりやすいです。
従って、これを「1 kg重、1 kgf(kilogram force)」という力の慣用単位として使うことがあります。
つまり「力」の単位として
1 kg重 = 9.8 N ①
として使います。
質問者さんは、どうやらこの「力の単位としての kg重 と、質量の単位としての kg」を混同したようですね。
その説明が悪いのか、質問者さんが誤って解釈したのかのどちらかでしょう。
ちなみに、質問者さんが
>約1kg(←きっとkg重の意)のリンゴの質量は 101g 程という一節に触れ
というのは、おそらく①の関係から
「1 N の重力が働く質量は
1/9.8 ≒ 0.102 kg = 102 g」
みたいな文章を誤解したのではないかと想像します。
ちなみに「重力加速度:9.8 m\s^2」というのは「概数」で、標準値は
9.80665 m/s^2
です。地球上の実際の重力加速度は、場所によって変わります。
この値を使えば
1/9.80665 = 0.101971・・・
なので、これを見て「101 g」といっているのでは?
回答ありがとうございます。
教えていただいて、少しずつ整理できてきました。
ご指摘のとおり、本を読んで誤解しているのだと思います。
>「1 kg重、1 kgf(kilogram force)」
kgfという表記を初めて拝見し、新鮮な思いです。
今回の質問とは関心が逸れますが
>ニュートンの運動方程式 F = ma から、「F = 9.8 N」「m = 1 kg」のときの加速度がa = g = 9.8 m/s^2になります。
この場合、加速度が従属的に決まるのでしょうか?力が後に決まるのでしょうか?未知の惑星のある地点Sにたどりつき、未知の物体について調べたいときに、人類はどうしたらよいのでしょうか?地球から質量1kgの物体Aと体重計を持参し、当該惑星の地点Sにおいて、体重計に物体Aを置けば、そこから当該惑星の重力加速度が分かり、そこから運動方程式を用いて、未知の物体の質量を知ることができるでしょうか?(体重計だって正常に作動しないでしょうが、理想上の体重計があるとして…。)
No.2
- 回答日時:
>1molの水分子の質量は何gでしょうか?また、地球上で何グラム重でしょうか?
有効数字2桁で18g、地球上といっても場所によるがだいたい18g重=0.01765N
>一般的に18gの水が1molと説明されると思いますが、これは18g重の水のことでしょうか?
いいえ。18gです。力の大きさは関係ありません。
>地球の重力加速度は9.81m/s^2だから、1molの水の質量は18÷9.81=1.83g?
いいえ。1molの水の質量は18gです。質量に重力加速度は無関係です。
>化学では「質量数」を学びますが、これは「質量」というよりは「地球上の質重」の値ということでしょうか。
いいえ。質量数とは陽子と中性子の個数の合計のことです。
>約1kg(←きっとkg重の意)
いいえ。kgは質量の単位、kg重は力の単位。次元が全く異なるものです。
1kgは1kgであって1kg重ではありません。
>1kgのリンゴの質量は 101g
いいえ。質量が1kgのりんごの質量はなんと1kgなんですよ。
>~という一節に触れ
思い込みで変な誤読をしたか、全く信頼性に欠ける情報源に触れたかどちらかのようです。
No.1
- 回答日時:
>一般的に18gの水が1molと説明されると思いますが、これは18g重の水のことでしょうか?
いいえ。
「質量」で 18 g です。
地球上だけではなく、宇宙空間にもっていっても。
「18 g重」という値は、「質量」ではなく「力」です。
>最近、約1kg(←きっとkg重の意)のリンゴの質量は 101g 程という一節に触れ、改めて質量と“重さ”について考えています。
それは「質量と重さ」ではなく、「質量と、その質量に(地球表面で働く)重力(これは「力」です)」ということです。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 化学 水酸化リチウム一水化物(水酸化リチウムモノハイドレート)の物質量は41.94g/molです、この中に 2 2022/05/12 20:59
- 化学 高校化学についての質問です。 硫酸銅5水和物CuSO4・5H2Oの結晶1.200 gを質量10.00 2 2022/04/22 18:02
- 物理学 中学理科物理の力についての質問です。 ある問題で「月の重力の大きさは地球の約(1/6)なので、体重6 9 2022/09/14 12:19
- 化学 水酸化リチウム一水化物の物質量は41.94です、この中には水酸化リチウムと水があります 100%の水 1 2022/05/12 18:55
- 地球科学 1年で5万トン⁉ 地球が少しずつ軽くなっている理由 4 2023/03/07 20:43
- 物理学 万有引力と重力の位置エネルギーについて 例えば、地球の表面から真上に質量mの球を初速v₀で投げた時の 7 2022/04/18 23:15
- 物理学 質量とは何か? 6 2023/04/17 20:44
- 生物学 仮に、液体の水を持っている浮遊惑星は、親星(主星)(地球でいえば太陽)がなくとも、生命を発生させ維持 3 2023/03/29 06:09
- 数学 どうやって材料を積み上げればよいか。 3 2023/05/15 22:18
- 物理学 体重計が測定しているのは質量か重量のどちらなのでしょうか。 個人的に色々調べているのですが、ある情報 15 2023/02/26 04:08
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
【mg/dL】⇔【mmol/L】の変換方...
-
質量パーセントと重量パーセント
-
10%の食塩水の作り方
-
モル吸収係数について
-
グラム当量 当量 当量数 に...
-
体積パーセント
-
1molをmlになおすと100mlであっ...
-
分子量を物質量に変換、モル濃...
-
アセトンに水を足して濃度を薄...
-
ステアリン酸の断面積を求めよ...
-
モル濃度の計算を教えてください。
-
凝固点降下定数の単位
-
47%のフッ化水素酸は、何mol...
-
酢酸エチルの合成での収率について
-
wt%の計算方法教えて
-
化学に詳しい人に質問です。 塩...
-
Ag₂Oは何色ですか?褐色や赤褐...
-
フッ酸中のふっ素濃度計算は
-
モルの解き方
-
理科についての質問です。
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
おすすめ情報
みなさん、教えてくださりありがとうございます。
体重計などの「はかり」は“重力”を感知するが、表示される数値は質量(kg重やg重と考えてもよい)と捉えてよいということでしょうか?