物理 物質に加わっている重力の求め方って、 重力(Ｎ)＝質量(㎏)×重力加速度(m/s^2) ですよ

物理
物質に加わっている重力の求め方って、
重力(Ｎ)＝質量(㎏)×重力加速度(m/s^2)
ですよね？？
なぜこういう式になるのでしょうか？

また、
浮力(Ｎ)＝流体の密度(㎏/ｍ^3)×物体の体積(ｍ^3)×重力加速度(ｍ/s^2)

ですよね？これも何故ですか？？



ちなみに、累乗の表し方が分からなくてとりあえず^を使っていたのですが、正しい方法があったら教えてください

No.1 回答者： mabuterol 回答日時： 2019/06/18 23:02

> 重力(Ｎ)＝質量(㎏)×重力加速度(m/s^2)重力(Ｎ)＝質量(㎏)×重力加速度(m/s^2)

F = m a


> 浮力(Ｎ)＝流体の密度(㎏/ｍ^3)×物体の体積(ｍ^3)×重力加速度(ｍ/s^2)

右辺の単位を変換したら、kg ✕ m/s^2 になる


> 累乗の表し方が分からなくてとりあえず^を使っていた

それで OK

この回答へのお礼

質問後にＦ＝maの説明の授業は受けました。
なるほど、これにあてはめてく感じで理解できそうですね。

浮力の方は、押しのけられた分の流体にはたらく重力分だけ浮力としてはたらくんだなって思ってれば覚えられそうかな？？
液体より密度が大きいかどうかが液体に沈むかどうかを決めるっていう話も、これですっきり。

回答ありがとうございます！

お礼日時：2019/06/20 21:36

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2019/06/18 23:43

＞物質に加わっている重力の求め方って、

＞重力(Ｎ)＝質量(㎏)×重力加速度(m/s^2)
＞ですよね？？

考え方が逆です。
物体に力が働くと、運動に変化が生じます。「力」とはそういうものを言います。
「運動の変化」を表すのに、「加速度」（単位時間にどれだけ速度が変化するか）を使って表します。
「力」と「加速度」の比例定数となるものを「質量」と定義します。
現実に観測したものの運動がこうなっているので、それをニュートンが「運動の第2法則」とか「運動方程式」としてまとめました。
現実がそうなっているということで、なぜそうなっているのかは人間には分かっていません。そういう関係が成り立つことを知っているだけです。

「１ニュートン」の力を加えたときに、「1 m/s^2」の加速度が生じるような質量を「1 kg」と呼びます。
（実際には、「1 kg の質量に 1 m/s^2 の加速度を生じさせる力を 1 ニュートンと呼ぶ」ということで「力の単位ニュートン」を定義しています）

ご質問は、単にニュートンの「運動方程式」が成り立つものとして、観測した「質量」と「加速度」から「力」つまり「重力」を求めているだけです。

上に書いたように、「なぜか」は「この世を作りたもうた神様の意思」ということです。（ニュートンは、この「神の創った仕組み、法則」を記述しようとしたのです）

＞また、
＞浮力(Ｎ)＝流体の密度(㎏/ｍ^3)×物体の体積(ｍ^3)×重力加速度(ｍ/s^2)
＞ですよね？これも何故ですか？？

これまた「現実がそうなっている」ということです。
「仕組み」としては「その上にのっかっている「空気柱」や「水柱」の質量に働く重力」からすべて求まります。
物体の上面に働く力に対して、物体の底面に働く力は「物体の高さ」に相当する「水柱」の重力分だけ働く力が大きくなりますから。
↓　参考サイト
https://rikeilabo.com/buoyancy
https://examist.jp/physics/mechanics/furyoku/

この回答へのお礼

様々な回答がありましたが、個人的にはこれが1番しっくりきました。
質問の後に、授業でニュートンの運動方程式について教わり、それも含めてですが、おそらく理解できたと思います。
なぜ｢加速度が出てくるのか｣についての補足説明も、わざわざして下さって、ありがとうございます。こちらの回答で十分だったのかもしれないけど、かなりわかりやすくなりました。ありがとうございます！

お礼日時：2019/06/20 21:32

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2019/06/19 00:36

No.2です。

ああ、質問者さんの疑問が分かった。

じっと静止して動いてもいないのに、なんで
＞重力(Ｎ)＝質量(㎏)×重力加速度(m/s^2)
なのか。動いていなければ「加速度」なんて存在しないのに。

ということですね？

これは #2 にも書いたように、自由落下させたら、地上で物が落ちるのを観測したら、そういう関係であるということが分かった、ということです。

物体を机や床の上に置いたり、固定したロープなどでつるせば、落下せずに静止しています。
そのときには、「作用・反作用の法則」（運動の第三法則）で、机や床やロープが物体を上向きに「重力と同じ大きさの力」で押しているので「動かない」のです。
その「押す力」の大きさは直接「落下運動」とは関係ありませんが、「物体を落下させる力」とつり合っているので「同じ大きさの力」と考えるのです。そのためにニュートンさんは「作用・反作用の法則」をちゃんと書いています。
そういったいくつかの法則で、「力とは何か」「その大きさや向きをどう決めるか」「力が等しいとはどういうことか」といった一連のことを、きちんと第１法則（慣性の法則）、第２法則（運動方程式）、第３法則（作用・反作用）としてまとめています。
相互に関連させて適用することで、だいたいのことは説明できます。


「浮力」の話は、#２に書いたように、特別なことではなく上記の「既知の法則」を組み合わせることできちんと説明ができます。
それを新たに「アルキメデスの原理」などと名付けていますが、上記の「力」をそのまま使って説明できます。「重力」を使うので、「力の大きさ」に「重力加速度」が登場します。

No.4 回答者： puyo3155 回答日時： 2019/06/19 21:48

万有引力の法則があるからですね。

地球と、物が万有引力で引かれあうのですが、

・地球の重量を、中心にあると見なして
・地表からの高さも、中心からの距離からすると誤差なので無視して
・遠心力も、緯度によって違うけど、無視すると

質量ｍのものに、働く力がわかります。
一方で、ニュートンの運動方程式をみると、

F＝ｍa

ですから、これを、質量ｍに、重力Fがかかると見なせば、a にあたる加速度が、ほぼ一定であることがわかります。
それを計算すると、重力加速度ｇとして、質量に比例した重力が発生するという

重力(Ｎ)＝質量(㎏)×重力加速度(m/s^2)

を導くことができます。

この回答へのお礼

なるほど、かなりまとまっていていいですね！
なんとなくとはいえ理屈を覚えやすくなる説明、ありがとうございます！

お礼日時：2019/06/20 21:38

No.5 回答者： puyo3155 回答日時： 2019/06/20 22:16

ちなみに、ニュートンの運動方程式云々の説明は、慣性質量の話で、重力や重力質量とは、高校物理までの古典論では無関係です。

一般相対性理論を得て、慣性質量と重力質量が同じものであることがわかるので、惑わされないように。

No.6 回答者： puyo3155 回答日時： 2019/06/20 22:18

ダイレクトに言えば、分かりやすいと質問者が言う回答は間違いですよ。

この回答へのお礼

、、、え？！
実は、よくわからないところすっ飛ばしたりして読みとる部分勝手に自分で選んじゃってましたけど、、、
どの点か、教えてもらってもいいですか？

お礼日時：2019/06/20 22:21

No.7 回答者： puyo3155 回答日時： 2019/06/21 00:05

これ以上は無理です。

あなたが、いったいどのレベルでの回答を求めているかよくわからないからです。
古典論の万有引力から、重力加速度を求めるなら、すでに解説した通りです。厳密な式なら教科書にも、ネットにもあります。

一般相対性理論なら、もっと専門的な解説になります。

F=ma から、実験的にもとめた・・・というのも、当たらずとも遠からず。

つまり、知りたい内容に対する、あなたの理解度を公開しないで、おしえて攻撃は、小学生の発想です。
ちゃんと質問しましょうね。

この回答へのお礼

｢わかりやすいと質問者が言う回答は間違いですよ｣
その回答のどの部分が？ということです。わかりずらくてすみません

お礼日時：2019/06/21 06:02

No.8 回答者： puyo3155 回答日時： 2019/06/21 08:20

すでに説明していますので、あしからず。

No.9 回答者： ななのたか 回答日時： 2019/06/23 09:19

>浮力(Ｎ)＝流体の密度(㎏/ｍ^3)×物体の体積(ｍ^3)×重力加速度(ｍ/s^2)

下向きにかかる水圧(媒体からの圧力)と上向きに掛かる水圧(媒体からの圧力)の差をとると、この式になります。一番導出しやすいのは直方体を水平に沈めた時かな。簡単なので手を動かしてみると良いですよ。