重量と質量はどのように違うか？

重量と質量の違いがわかりません。

すみませんが、どなたか簡単に教えて下さい。

重量は測りに掛ければ測れますが、質量ってどのように測るのでしょうか？

自分の体重が70ｋｇとすると、質量はどのようになるのでしょうか？

No.7 ベストアンサー 回答者： jun1038 回答日時： 2001/12/17 01:53

こんばんは。

「質量」は、「物質がどれだけあるか」を表す基本的な量です。
普通の物理で使う単位系（単位の組み立て）の中では、
他の単位を用いて表すことが難しい、基本的な単位です。

「重量」は、「物体にかかる重力の大きさ」（ホントは向きまで気にしますが）を
表す量で、（すなわち「重さ」で、）基本的には「力」と同じ量です。
「力」の単位は、「質量」かける「長さ」わることの「時間の２乗」です。

「質量」は、天秤ばかりで測れます。
天秤ばかりは、
「同じ質量の物体に加わる地球の重力は同じ」
ということを利用します。

「重量」は、ばねばかりで測れます。
ばねばかりは、
「ばねの変形する程度は加わる力に比例する」
ということを利用します。

いわゆる無重力状態では、
重力がありませんから、
物体の「重さ」すなわち「重量」はゼロになります。
でも物体の質量は変化しません。
物体に力を加えてみることにより、質量の違いを測れます。
同じ力を加えたとき、どんどん加速していけば、その物体の質量は小さいです。
同じ力でもあまり加速できなければ、その物体の質量は大きいです。
（無重力状態の宇宙船の中で、
　質量の小さな「パチンコ玉」と、大きな「砲丸」とを
　それぞれキャッチボールすることを想像してみて下さい。）

体重が７０ｋｇ（正確には７０ｋｇ重）というときは、
普通、そのヒトの体にかかる重力が、
一般的な７０ｋｇの質量の物体にくわわる重力の大きさと同じ、
ということです。
浮力とか、場所による重力加速度の違いを考えなければ、
体重が７０ｋｇ（重）のときは、そのヒトの質量も７０ｋｇと考えて良いです。

それでは。

No.10 回答者： hagiwara_m 回答日時： 2001/12/17 22:28

たくさん回答が寄せられていますので、整理のため、出発点に戻ったコメントを少しだけいたします。

「体重が70kg」この言葉が既に分りずらいですよね。体重は地上で受ける重力(つまり台秤りを押す力)を表しますが、70kgの"kg"は質量の単位です。ですからこの言葉は、うるさく言えば、「地上で、質量70kgの物体が受ける重力に相当する体重」と読み替えなければならないことになります。

そしてさらに、質量の定義には(何人かの方が触れられているように)「慣性質量」と「重力質量」があります。秤りで測れるのは重力質量の方ですね(厳密なことをいうといろいろ問題がありますが)。しかし慣性質量と重力質量は、その比の1からのずれが10^-12以下という高精度で一致することが実験的に確められており、一般相対論に至っては完全に同一と見なします。

だから結局、地上の体重計で測った量は、質量であると考えて差し支えないです。自分の体重が70kgとすると質量も70kgです。ただし、地上を離れれば、体重計の読み値は変わることには注意して下さい。宇宙遊泳している人が体重計に乗っても目盛の針は動きませんが、質量は70kgのままです。

体重とか重量という言葉はどちらかというと日常・実用用語で、物理学的に厳密な使い方がされていないとも言えます。

No.9 回答者： starflora 回答日時： 2001/12/17 18:29

　

　　重量と質量の関係ですが：
　
　　まず、重量というのは、「重力」と密接な関係があります。地球上でも重力の異なる場所では、同じ「重量計り」を使って測っても違う値になります。月の上では、大体１／６になります。（重量とは、物体の質量に働く、引力の大きさのことです。引力が違うと、同じものでも重量が違って来ます）。
　
　　しかし、地球上では、それほど極端に重力は変化しませんから、概ね、測りで測るとよいということになります。
　
　　他方、質量というのは、実は二種類あります。質量の測りかたということで、この二種類の質量が問題になって来ます。第一の質量は、「重力質量」と呼ばれるもので、第二の質量は「慣性質量」と呼ばれるものです。測定の仕方で、別の質量を測っていることになります。（現在まで知られている処では、この二つの質量は、同じ数字を示すようですが、定義の仕方が違っているし、測定法でも、違う質量を測ることになることがあるのです）。
　
　　質量の測り方として、天秤で測ればよいというのがありますが、この場合、天秤の相手に使う「重り」の質量の測定が先になければなりません。重りも、天秤などで測っていた場合、質量を測ったことにはなりません。また、この場合、正確に計ったとしても、測っているのは、「重力質量」です。
　
　　近似的になりますが、理論的に質量（重力質量）を測る方法は、次のようなものがあります：
　
　　まず、長さ１００メートル（あるいは１０メートルでも１メートルでもいいです）の中が中空の円筒を用意します。この円筒を、地面に垂直に立て、なかを真空にします。円筒の一番上から、何か物体（例えば、天秤に使う「重り」を初速を与えずに下に落とします。底には断熱材で囲まれた水があり、重しは、この水のなかに落下します。水のはねはとりあえず無視するとして、この落下での水の温度の上昇を計り、水に加わったエネルギーを計算し、これがＥだったとします。
　
　　すると、この測定場所の重力が、重力加速度ｇである時、近似的に、次の式が成り立ちます（水のはねなどの誤差は、無視します。あるいは理想環境で計ります）：
　
　　ｍｇ＊１００＝Ｅ
　　ｍ＝Ｅ／(１００＊ｇ)
　
　　ｇは、重力定数と呼ばれ、一般に地球上で、ｇ＝９．８です。
　　この式から、ｍ（重力質量）が出てきます。
　
　　こうして求めたｍの質量の重しを使って、天秤で、貴方と反対側の処に、この質量を測った重しを載せて、釣り合う処まで重しを載せ、重しの数とその合計質量（先に測った重しは、一個ではなく、色々なものをたくさん測っていることにします。こうして、正確な重力質量の分かっている重しを使うのです）を計算すると、貴方の身体の「（重力）質量」が計れます。
　
　　貴方自身が、１００メートルの真空の円筒を落下して測ってもよいのですが、貴方の命がもたないでしょう。
　
　　なお、体重が７０kg の時、この「体重」が、上で質量を確認した重しで、質量が計れるように調整した体重計で測って７０kg の時、そのまま、質量は７０kg です。ただ、体重計を調整した場所と、体重を測った場所の重力加速度が等しいという条件がつきますが、大体等しいです。
　
　　ただし、月などにこの体重計を持って行き、そこで体重を測ると、大体１／６になります。
　
----------------------------------
　
　　以上は、「重力質量」の測り方です。
　
　　「慣性質量」というもう一つの質量があります。これは、目下の処では、重力質量と同じものに思えますが、条件が違うと数字が違って来る可能性があります。実は、この二つの質量は同じものかどうかというのが、物理学の一つの課題です。
　
　　宇宙空間で、宇宙船を考えます。この宇宙船の後部から、まっすぐに後ろ向けに、エネルギーＥの光を放射します。すると、作用反作用の法則で、宇宙船は、光とは反対の方向に運動を始めます。この運動の速度測ってをＶとします。
　
　　この時、次の式がなりたちます：
　
　　(1/2)*ｍ*Ｖ^2＝Ｅ
　　ｍ＝２Ｅ／(Ｖ^2)
　
　　このｍで定義されるのが、「慣性質量」です。実際には、重力の作用や、即誤差があり、正確に測定するのは難しいですが、理論的には、これが、「慣性質量」です。
　
　　（注：「重力質量」は、万有引力の法則から出てくるもので、「慣性質量」はニュートンの運動法則から出てくるもので、理論的には別のものです。しかし、普通の空間では、宇宙船の精密軌道計算に用いても、誤差がでないほど一致し、日常的には、実用上、同じものと考えても差し支えないのです）。
　

No.8 回答者： ranx 回答日時： 2001/12/17 12:08

jun1038さんの説明が最も正確で、本質をとらえていると思います。

つまり、重量とは物質の量を示すのではなく、物質に働く重力という力の大きさを示すものだということです。
ですけれど、日常的に、例えばある人の体重が70kgだと言った場合、それはその人の身体を構成しているの物質の
量を示しているのだと考えますよね。体重計に乗って、自分の身体にかかる重力なんてものを想像する人はまず
居ません。つまり、ここでは、本来質量によって表すべき量を重さによって代用しているのです。
重力の働き方が、地球上のどこでもあまり大きくは違わず（厳密には違います）、質量に比例して働くからです。
自分の体重が70kgだということは、直接的には自分の身体にかかる重力の大きさが70kg重だということです。
それによって、自分の身体を構成する物質の量、つまり質量がだいたい70kgだということを知ることができます。
しかし、質量を厳密に量るには、他の方々の回答にあるように、天秤ばかりを使うとか、加速度を測るとか
しなくてはなりません。
#ひょっとすると、健康管理に必要なのは、質量よりも重力の大きさそのものかもしれませんが。

No.6 回答者： nozomi500 回答日時： 2001/12/16 21:32

4の回答の、「ばねばかり」と「天秤ばかり」が簡単明瞭な説明だと思います。

いちおう、地球上の「普通の」場所が基準になりますので、質量の「７０ｋｇ」と、重量の「７０ｋｇ」（＝「７０ｋｇ重」を、昔は７０ｋｇｗと書いてたのを、最近は７０ｋｇｆと書くようだから、「７０ｋｇ力」にすればいいと思うのだけれど、教科書は「重」ですね。）は、ほとんど同じ大きさを表わすことになります。

「はかりを押す力」とでも考えたらイメージしやすいでしょうか。
天秤の場合は、測る対象も基準のおもりも、同じ重力加速度（ひらたくいえば「引力」）の影響下にあるので、月面でも同じように「質量」として測ることが出来ます。（重さって、「計量」するものは「量る」でも同じ・・？）

質量の基準は１辺１ｃｍの立方体の体積の水（４℃の）（さいきんは基準の作り方が違うかもしれないけど、表わすものは同じでしょう）

ちなみに、細かいことを言えば、空気中でも「浮力」があるから、実際の質量より、体重計に表示される重さ（重量）のほうが軽いはず。

No.5 回答者： hajime40 回答日時： 2001/12/16 21:21

重量とは、地球の重力（天体が持っている重力）によって引っ張られることで生じるじる量（重さ）のことです。

ですから、赤道上と極地点では、重力の大きさが異なるので、重量が違います。
重量を測るものとしては、バネばかりがあげられるでしょう。
また、重力が異なるほかの天体（月や火星といった惑星です）では、重量が異なると言うことですね。地球で６０キロの人は、月では１０キロですよ。

質量とは、その物質そのものの量のことで、どこの天体であろうと、無重力の状態であろうと、質量にかわりはありません。（無重力状態で質量を測ることは、現在の科学技術ではできませんが・・・。）
現在のところ、重力のある状態で、天秤ばかりで測りとられた量を、質量と読んでいます。（天秤ばかりで測られた量は、重力の大きさが違っても、変化がありません。）

＞自分の体重が70ｋｇとすると、質量はどのようになるのでしょうか？
天秤ばかりを使ったはかりで測って、７０キロでしたら、質量も７０キロということです。
このはかりのいい例として、ボクシングなどで体重を測るときに使っている体重計です。これは、天秤を使って体重を測るはかりです。
ボクシングなどの体重測定で、場所によって実質的な体重が違っていたら、競技になりませんよね。（笑）
もし、バネばかりの体重計で体重を測るのであれば、赤道上で測った方が重力が小さいので軽くなりますから、体重を落とす量も少なくて済み楽でしょうから、赤道近くでの試合が増えるでしょうね、きっと。（笑）

No.4 回答者： taku12 回答日時： 2001/12/16 20:59

測り方について。

重量（重さ）はばねばかりを使えば測れます。質量は天秤ばかりを使えば測れます。

No.3 回答者： denden_kei 回答日時： 2001/12/16 20:55

本回答は、授業で習ったことを思いだして書いたものですので、用語などに誤りがあったらすみません。

＞重量と質量の違いがわかりません。

質量は、地球のどこでも、月に行っても一定値です。

「測りに掛ければ測れ」るのが「重量」でいいとすると(自信なし)、重力加速度がからみます。
月面で、はかりを使って量れば(今気づきましたが、「計る」「測る」「量る」は似てますが使い分けがありますね。)、値は70kg(重)ではありません。

質量70kgの物体を、地球上の、基準の重力加速度の地点で量ると(重力加速度は地点によりわずかに違います)、重量が70kg重となる、ということです。

詳しく、またより正確な定義については、高校や大学の物理の教科書をご覧ください。

No.2 回答者： annie_x 回答日時： 2001/12/16 20:48

「体重」がそもそも「重量」なのか「質量」なのかという定義が必要になってしまいます。

「自分の体重が70ｋｇとすると、質量はどのようになるのでしょうか？」
まさにこの答えがあったので参考URLをご参照ください。

参考URL：http://z011.fmec.waka.kindai.ac.jp/kyouiku/CEJ/t …

No.1 回答者： taka113 回答日時： 2001/12/16 20:47

質量は絶対量ですが、重量は相対量です。

つまり、重力の違う月面で重量を測った場合は軽くなりますが、質量は重力加速度を9.8と固定したときの重さですので、どこで計っても重さは同じです。