質量って何ですか?
質量があると時間がゆがむといいますが、
逆に時間がゆがむと質量が生まれるということでしょうか。
まったくわかりません誰か教えてください。

A 回答 (2件)

質量、重量の説明はzohさんにお任せして、相対性理論の部分について説明します。



空間と時間は切り離せないのでこれを「時空」と呼びます。
相対性理論では実験でも、数学的証明でも「重力が時空を歪める」ことがわかっていますので、「時空が歪むと重力が生じる」と言っても問題は無いと思います。
つまり重力が生じると言うことはそこに質量が存在することになります。

極端な例はブラックホールで、これは、大きさが一円玉大でも質量無限大という凄まじい重さを持っています。よって万有引力によって、光をも吸い込む凄まじい重力が発生します。このブラックホール周辺の空間は歪み、ブラックホール内部では時間は止まっているのです。

相対性理論を詳しくお知りになりたいなら、WEBよりも本でお調べになった方がいいかと思います。

初心者の方には 教育社 Newton別冊 相対性理論 という素晴らしくわかりやすい図説ムックがありますのでご参考ください。
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専門ではないので間違っていたらご容赦を…



質量は「重さ」と大体似た意味です。但し「重力に影響されない」と言う意味で「重量」と違います。この違いを簡単に説明すると、地球上で重力が1Gの環境下では体重が60kgの人も、月に行くと重力は1/6Gですので体重は軽くなったように感じます。でも、質量は変わりません。月でばね秤で体重60kgの人をはかったら「10kg」と表示が出ますが、上皿天秤ばかりの片方に乗って、反対側に「10kg」のおもりを乗せてもつり合いません。「60kg」のおもりでつり合います。地球上でもエレベータの中で、下降中に実験すれば、月ほどではないにしろ似たような結果が出ます。

また、ほとんど重力の影響を受けない宇宙空間で浮かんでいる、質量100kgの物を押すときに感じる手応えと、同じく1kgの物を押すときに感じる手応えの違いも、質量の差があるからです。これは1Lの水を入れたビニール袋と100Lの水を入れたビニール袋をプールの中で動かしてみると近いかも知れません。ビニール袋が周りの水から受ける抵抗も大きく違いますが。イメージできますか…?

「時間がゆがむと…」ですが、物体の移動速度が光速に近づくと時間の進みは相対的に遅くなり、質量は増加します。これが有名な「相対性理論」の一部分です。どうしてかって訊かれても上手く説明できませんが…。

あとは専門家の方の詳しい解説に期待しましょう。間違っていたらビシバシ指摘してください。
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この回答へのお礼

質量と重さは違う意味だったんですね。
質量と重さの意味の違いが分からなかったんですがこれでスッキリしました。
ご指摘ありがとうございます。

お礼日時:2001/09/23 20:21

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このQ&Aと関連する良く見られている質問

Qパソコンの重量と質量の表記で悩んでいます。

友達がパソコンのスペック表を作っています。

パソコンの重量と質量の表記で悩んでいます。
sonyを見ると質量、DELLは重量になっていました。
さまざまなHPを見ましたが重量も質量も使われています。

重量化質量か、
どちらを使うのが日本語として正しいでしょうか。

Aベストアンサー

>どちらを使うのが日本語として正しいでしょうか。
日本語としてはどちらも正しいということになるかと思います。

私が以前いた会社では、SI単位の関係でそれまで「重量」と表記していたものを「質量」にすべて変更いたしました。

ご友人のお作りになっている物がどういった目的の物かにもよると思いますが、個人的な意見としましては「質量」で統一しておいた方が良いかなぁとは思います。

ご参考までm(__)m。

Q雨滴の運動質量が変化する落体の運動で次の問題の式の解き方がわかりません。はじめ静止していた質量

雨滴の運動
質量が変化する落体の運動で次の問題の式の解き方がわかりません。

はじめ静止していた質量m0の雨滴が、単位時間にμの割合で周囲の静止した水滴を取り込みながら重力場の中を落下していく。
時間tのあとの速度を求めよ。

という問題で写真のような模範解答なのですが最後の(3)式の求め方がわかりません。
簡単な変数分離で解けるのでしょうか?

Aベストアンサー

No.1 です。

ご質問の「(3)の導き方」には触れていませんでしたね。

(3)の式は、(2)において
  p = mv   (4)
という「運動量」に置き換え、
  dp/dt = mg
という「ニュートンの運動方程式(F = ma = m(dv/dt) = dp/dt )」そのものにしてから、右辺の「力: F=mg」の項に
  m = m0 + μt
という「質量の時間変化」を代入し
  dp/dt = ( m0 + μt )g
これを時間で積分して
  p = m0gt + (1/2)μgt^2
ここで上記(4)により
  p = mv = ( m0 + μt )v
に戻して
  v = p/m = [ m0gt + (1/2)μgt^2 ] / ( m0 + μt )
としたものでしょう。

 ただし、これは「燃料を消費して軽くなりながら進むロケット」のような場合で、軽くなった(あるいは重くなった)質量は、その場で「異なる速度を持って離れる(または合体する)」という場合です。
 雨のような自然重力落下の場合には、空気の抵抗を考えなければ、雨滴に取り込む周囲の「水滴」も重力で加速されているので、合体する前に同じ速度を持っているはずです。この考え方の基づいたのがNo.1の回答です。

 でも、ご質問の問題をよく読むと、「周囲の静止した水滴を取り込みながら」と書いてありますね。
この場合には、(2)式の左辺は「質量と速度の両方が変化する運動量として取り扱う」ことが必要で、上記のような式変形になります。
 「静止している(=運動量がゼロ)水滴を取り込む」ので、質量が変化しない自然落下に比べると加速が悪く、落下は遅くなります。

 質問文をよく読まない回答で、申し訳ありませんでした。

No.1 です。

ご質問の「(3)の導き方」には触れていませんでしたね。

(3)の式は、(2)において
  p = mv   (4)
という「運動量」に置き換え、
  dp/dt = mg
という「ニュートンの運動方程式(F = ma = m(dv/dt) = dp/dt )」そのものにしてから、右辺の「力: F=mg」の項に
  m = m0 + μt
という「質量の時間変化」を代入し
  dp/dt = ( m0 + μt )g
これを時間で積分して
  p = m0gt + (1/2)μgt^2
ここで上記(4)により
  p = mv = ( m0 + μt )v
に戻して
  v = p/m = [ m0gt + ...続きを読む

Q重量から質量換算ってできるのですか?

基本的な事なんですが、教えて下さい。
まず地球上でバネばかりとか重量計で測定した「重量」ってすべて重力加速度が加わっているはずです。
その時の重量の単位は「kgf」になるのでしょうか?

そしてその重量から質量を出すにはどうしたらよいのか?
1、そもそもkgfだとしたら9.8(重力加速度)をかけてNにしたものを質量とて表現するしかないのか?
2、あるサイトには重量を9.8(重力加速度)で割ったものが質量とか書いてありましたが、嘘~??重量1500kgf車の質量は150kg?そんなばかな!
3、そしてあるサイトには重量=質量としてよいとあります。それは地球があまりにも大きくて、影響を無視できるからとあります。

はっきりいって混乱してます。2と3は正反対ですね。

私は以前に仕事W=質量×加速度×(距離/sec)で最終的には馬力を算出しました。しかし今思えば、この式の質量は、車体重量を入れたんです。そう考えると、この計算式は間違っていたのか?
もし2が正しければ間違っている。でも3が正しければOKですよね。

Aベストアンサー

重量 とは ある物体の重さのことです。

物体が重い、軽いということを判断するには、本来人間が「うーん」と力を込めてそのものを持ち上げる実感で決めるものです。

で、水1リットル(1リットルのペットボトルでいいでしょう)を持ち上げるのに必要な力を1kgf(f はforce 力 です)というのです。あるいは、これを1kgfの重さ重量といいます。

ではこのペットボトルを持ち上げたりささえるのに、いつでも1kgfの力が要るのかというとそうではありません。すでにご存じのように、月面上では、1/6の力しか要らないです。 つまり、月の上ではペットボトルの重量は0.16kgfなのです。 

かといって、ペットボトルの水はなんら元と変わっていない。体積・水分子の数などは元と同じです。
つまり、ペットボトルは、どこで測定しても変わらない、不偏な物質量を持っているのです。それを「質量」とよぼうというわけです。このペットボトルの質量は1kgである、というのです。

では質量1kgとはなにかということですけれど、それは例のキログラム原器の質量です。具体的には、天秤の右側にキログラム原器をのせ、左側にのせた物体がつりあえば、それを1kg というのです。

加速度 で考えたら、1Nの力で押してやったとき、1m/s2の加速度で動くような物体が1kgの質量の物体です。

ところで、地球上で1kgの物体を落とせば、9.8m/s2の加速度で落ちます。これから、1kgfの力、重量は9.8N となることもおわかりでしょう。

>>1、そもそもkgfだとしたら9.8(重力加速度)をかけてNにしたものを質量とて表現するしかないのか?

1kgの物体の(地球上での)重さは1kgf です。 そしてそれは9.8N です。  ふつうは、1kgと1kgf とは混同されておなじように記載されることが多いです。それでも 特に問題はありません。 私の体重は60kgです、 私の質量は60kgです、私の体重は60kgfです・・・・どれでいってもまちがいとは言えないとおもいます(まちがいだという人もいるみたいですが)。これをわざわざ 体重588N という必要はないでしょう。 1kgのものを持ち上げるのに必要な力を1kgf という。 1kgの物の(地球上での)重さを1kgfという。それだけのこと、そのまんまです。ちなみに、中学高校の教科書では1kgw(1kg重)といいます。もっとそのまんまです。

>>>2、あるサイトには重量を9.8(重力加速度)で割ったものが質量とか書いてありましたが、嘘~??重量1500kgf車の質量は150kg?そんなばかな!

おっしゃるとおり、そんなばかな! です。重量1500kgfの車の質量は1500kgなのです。あるいは、1500kgの車を持ち上げるクレーンの力は1500kgfあるということです。 ただし、これをN であらわすと 14700N です。

>>>3、そしてあるサイトには重量=質量としてよいとあります。

これは 地球上でならば、上に書いたような意味で正しいです。(ただし、それは地球があまりにも大きくて、影響を無視できるから・・・というのは 意味がよく分かりませんが) 

私たちは、生まれてこの方 地球上に住んでいて、しかもkg に十分慣れていますので、質量をkg、重さもkg という表し方で問題ないと思います。

土木工学、建築関係の本にはよくkgfという表し方がされていますが、9.8を掛ける 必要はまったくありません。そのまま○○kgの重さ・力と考えたらいいです。ただし、さきほどいいましたが、N に直すのならば 10(9.8)倍する。

物理(純粋物理?)関係の本では N J などの単位であらわしますので、1kgf=9.8N(10N)、重力加速度gジー の記号を使って

質量m[kg]の物体の重さはmgエムジー[N] である、といったような具合です。

重量 とは ある物体の重さのことです。

物体が重い、軽いということを判断するには、本来人間が「うーん」と力を込めてそのものを持ち上げる実感で決めるものです。

で、水1リットル(1リットルのペットボトルでいいでしょう)を持ち上げるのに必要な力を1kgf(f はforce 力 です)というのです。あるいは、これを1kgfの重さ重量といいます。

ではこのペットボトルを持ち上げたりささえるのに、いつでも1kgfの力が要るのかというとそうではありません。すでにご存じのように、月面上...続きを読む

Q物体A(質量500kg)がXm/sの速度で移動中物体Bと衝突し、逆向き

物体A(質量500kg)がXm/sの速度で移動中物体Bと衝突し、逆向きに7m/sの速度で跳ね返された。

物体Aが受けた力の大きさが10kN、衝突時間が1秒だったとき衝突前のAの速度Xは何m/sか?

摩擦抵抗その他外力は考えないものとする。

どなたか求め方、使用する公式など教えていただけませんか?

Aベストアンサー

>kgm/sとkgm/ssなので1kgfが9.8m/ssと考えてみましたがやっぱりわかりません。

”kgm/sとkgm/ssなので”の意味が分かりませんが、1kgf=1kg×9.8m/ss=9.8kg・m/ss=9.8Nです。
(今回の問題を解く上ではあまり関係ないですが、重要なことです)

>答えがでません。問題がまちがっているんでしょうか?

いいえ、間違っていません。
少し言葉がきついのかもしれませんが、この辺りの話をほとんど理解されてないように思いますので、勉強しなおされることをオススメします。
(質問者様が学生であり、物理が必要な立場にいるならなおさら…)

まあ、苦言ばかりもなんですし、自分なりに考えもされたようなので、解答例を…


この問題は
物体Aの運動量変化=物体Aの受けた力積
で解きます。

物体Aの質量をm、衝突後の速さをv、物体Aの受けた力をF,衝突時間をtとします。


物体Aの運動量(質量×速度のこと)は
衝突前:mx
衝突後:mv
よって運動量変化は
mv-mx=m(v-x)
※変化量は”変化後”-”変化前”です

また、物体Aの受けた力積(力×時間のこと)は
Ft

これが等しいので
m(v-x)=Ft

文字ばっかりで嫌でしょうから、そろそろ数値を代入しますね。

ただ、その前に単位にいて少し…
物理ではMKSA単位系といって長さはm,質量はkg、時間はs(秒),電流はAを基本的に用います。それ以外の単位はこれらを組み立て考えられます。
例えば、力の場合
F=ma
ですから、質量と加速度をかけた単位と等しいはずなので、
kg・m/ss
が力の単位になります。
ただ、これだと面倒なんで昔の人が
kg・m/ss=1N(ニュートン)
と決めたわけです。
何が言いたいのかといいますと、力の単位をあわせる場合、”N(ニュートン)”以外の単位を用いてしまうとMKSA単位系に当てはまらないので、計算が違ってしまうのです。kNやkgfは使っちゃダメなので気をつけて下さいってことですね。(必ずNに直してから代入すること)

前置きが長くなりましたが
m=500kg
v=-7m/s(物体Aが最初の進行方向を正としました)
F=-10000N(最初の進行方向と逆向きなので-がつきます。また、前置きの通り単位はNに直します)
t=1s(sは秒のことです)

ってことですので
500(-7-x)=-10000×1
-7-x=-20
x=13
ってことで最初は13m/sの速度であったわけです。

繰り返しになりますが、(必要であるなら)再度しっかりと勉強をすることを薦めます。

※希望があれば、目的にあった参考書や勉強方法くらいはアドバイス致しますので

>kgm/sとkgm/ssなので1kgfが9.8m/ssと考えてみましたがやっぱりわかりません。

”kgm/sとkgm/ssなので”の意味が分かりませんが、1kgf=1kg×9.8m/ss=9.8kg・m/ss=9.8Nです。
(今回の問題を解く上ではあまり関係ないですが、重要なことです)

>答えがでません。問題がまちがっているんでしょうか?

いいえ、間違っていません。
少し言葉がきついのかもしれませんが、この辺りの話をほとんど理解されてないように思いますので、勉強しなおされることをオススメします。
(質問者様が学生であり、物理が必要な...続きを読む

Q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?

Aベストアンサー

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。

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...続きを読む

Q重力質量と慣性質量

等しくなる証明がよくわからないので、教えてください。

Aベストアンサー

参考URLを読んでる限りでも
証明することでなく、原理として仮定してることみたいです

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1238787

Q質量と重量

質量と重量について理解したいので、少々変な質問をさせてもらいます。

・100円玉の質量と重量はそれぞれいくつですか。
(一般的にみんながもっているもので、大きさとか重さ、形が共通しているものって硬貨とか免許証ぐらいしか思いつかなかったので。)

・100円玉の質量はどうやってもとめるのですか。

回答お待ちしています。

Aベストアンサー

まず、・・・え~っと、
先のお二方の回答は、質問者様が求められているものとは少し違う気がしたので、でしゃばらせていただきます。
もし、私が捉えた意味と違っていたらゴメンナサイ。

>質量と重量について理解したいので、・・・

と書かれているので、素直に「質量」と「重量」の違いを説明します。

一般の人、機械屋さん、物理屋さん。それぞれの人が扱う「重さ」の概念は違います。
100円玉の「重さ」は私も知らないので、たとえば100gとしましょう。そしてたとえば私は「一般の人」としましよう。
【問題】
100円玉の重さは100gですが、これは「質量」なのか「重量」なのか?。

一般の人であればこのような質問が出て来るでしょう。
でもこの答えは一つではありません。機械屋さん、物理屋さんから見ると答えは違ってきます。

一般の人が言う「100g」と言うのは、「質量の単位」で表されているので混乱すると思います。
この「100g」と言うのは、当然地球上で計った値なので「重量」となります。つまり「重力加速度」が加味された値で、「地球の重力が、100円玉を引っ張る『力』」になるわけです。

御存知かどうかわかりませんが、力学の世界には、
  F=ma → 力(N)=質量(kg)×加速度(m/s^2)
と言う「等式」があります。
つまり、 力=質量×加速度(重力加速度) です。

上述の「100g」は、地球の重力加速度(9.8m/s^2)が加味されたものなので、以前であれば区別するために「100gw(100グラム重(じゅう))」とか、「100gf(100グラム・フォース)」などと表記したり呼んでいました。
今は「Si単位」と言う国際標準に基づき、このような表記はできなくなりました。

仮に以前の表し方で書くと、
  100gw=100g×重力加速度
となるので、見てお分かりいただけると思いますが、一般の人が言われる「100g」と、式の中の質量のところの「100g」は同じ数字が使われているため、「地球上では、重さも質量も同じ値」となります。

ですので、一般の人であれば重さ(重量)も質量も同じものと考えて問題ありません。あくまで「重さ」と言う点だけの話です。
10年ほど前から、「kgw,gw」や「kgf,gf」などの表記ができなくなり、Si単位ではすべて「N(ニュートン)」表記になりました。ですので「100gw」ではなく、力の単位である「N」の表記をしなければなりません。
  100gw=100g×重力加速度
これをSi単位で表記すると、
  0.98N=0.1kg×9.8m/s^2
となります。

つまり一般の人が言う重さの「100g」と言うのは、力学の世界では「力」として表記するので、「0.98N」となるわけです。

「重さ」と言う点では、元来「重さ」も「質量」も同じ「量」になるように定めたため同じ「量」を使います。
たとえば「重さ100gの質量も100g」となります。


「質量」には2つあって、「重力質量」と「慣性質量」と言います。
重力のある環境では、「天秤」を使って量った値が「質量」となります。
重力がないと天秤も動きませんので、「慣性力」を使って質量を量ります。(詳細は省きます)
「重力」とは、地球の引力と自転の遠心力などの「合力」なので、赤道と極では違ってきます。又、場所によっても多少の違いがあるため、我々が使う「ヘルスメータ」などは、その土地によって重力の違いの調整が施してあります。
北海道で使っていたヘルスメータを、沖縄で使うことはできないわけです。この量が「重量」です。
天秤は分銅にも量りたい物にも同じ条件で重力が作用するので、重力の影響を受けません。これが「質量」です。

かなり長くなってしまいましたが、理解いただければ幸いです。

まず、・・・え~っと、
先のお二方の回答は、質問者様が求められているものとは少し違う気がしたので、でしゃばらせていただきます。
もし、私が捉えた意味と違っていたらゴメンナサイ。

>質量と重量について理解したいので、・・・

と書かれているので、素直に「質量」と「重量」の違いを説明します。

一般の人、機械屋さん、物理屋さん。それぞれの人が扱う「重さ」の概念は違います。
100円玉の「重さ」は私も知らないので、たとえば100gとしましょう。そしてたとえば私は「一般の人」と...続きを読む

Q有効質量とバンド質量

はずかしながら、先日まで”有効質量”と”バンド質量”を同じものと
思っておりました。ある文献で、「有効質量とバンド質量の比」という
言葉に出会い、両者は異なるものであると分かりました。
有効質量が質量テンソルで表されることは知っております。
バンド質量はどのように定義されるのでしょうか。

Aベストアンサー

有効質量とは、結晶中の伝導電子がもつ実効的な質量(理化学辞典より)。
有効質量は、様々な効果の結果生じるもので、そのうちの一つがバンドの効果です。バンド質量は、
 (1/m*)_ab = h^(-2) (∂^2E/∂k_a∂k_b) (a,b=x,y,z)
 (ただしh はエイチバーのこと)
で与えられます。これもテンソルですね。
有効質量は、バンドの効果以外に電子間相互作用、電子格子相互作用の影響も受けます。「有効質量とバンド質量の比」というのは私も聞いたことがあります。その話はたぶん重い電子系だと思います。重い電子系では、有効質量は元の質量の1000倍にも達する場合がありますが、それは主に電子間相互作用によるもので、バンドの効果はあまりありません。このときの電子間相互作用の効果の割合を見積もるのに「有効質量とバンド質量の比」という形で表したものだと思います。

Q質量と重量の単位について

基本的なことで恐縮です。

質量と重量って、違うものですよね?
質量の単位は kg ですが 重量は kgw。
たとえば体重計で60kgを指していると言うことは体に重力加速度g
が作用して体重計を押しているわけですから、F=mgより体の質量は
6.122となってしまう・・・

頭がこんがらがって来てしまいました。
kg と kgw kgf についてその区別と易しい解説を教えて下さい。
(ここではMKS単位系でお話しさせて頂きます。)

Aベストアンサー

No.3です。補足2回目です。

体重60kgwというのはその物体が
  60kgw=60kg×g=60kg×9.8m/s^2=588kg・m/s^2=588N
の重力を受けていると言うことです。質量mの物体が受ける重力は
  F=mg (但し、g=9.8m/s^2)
ですので
  F=mg=588N
となります。これを解けば
  m = F/g = 588N/(9.8m/s^2) = 60kg
ということになります。

kgは質量の単位、kgwは力の単位であることをもう一度確認してください。

Q陽子の質量と原子質量単位

物理定数表を見たところ、
 
陽子の質量は1.673 × 10^-27 kg、 原子質量単位は1.661 × 10^-27 とあり、

陽子の質量 > 原子質量単位 

となるのはなぜですか。
 

Aベストアンサー

>陽子の質量は1.673 × 10^-27 kg、 原子質量単位は1.661 × 10^-27 とあり、

2つの数字は似ていますが意味が異なります。大小を直接比較することはできません。
最終的には#1に書かれている質量欠損が関係してきますがそれぞれの意味をまず考えることの方が先でしょう。

理科年表を見てみました。
もう少し詳しい数字が載っています。
陽子の質量   mp:1.6726231×10^(-27)kg
原子質量単位 mu:1.6605402×10^(-27)kg

この数字にはどちらにも単位が付きます。
原子質量単位というのは相対質量の基準になる数字です。
この質量を1単位として原子の質量を表すということです。
原子量を表す時の基準になる量です。
(相対質量には単位が付きませんがその基準になる1単位質量がいくらかという数字には単位が付きます。)

この数字はどのように決まっているのかが問題になります。

理科年表では原子質量単位を次のように定義しています。
「中性の12C原子の質量を12とする質量単位」

この定義に従って考えると上にあるmuは
中性の12Cの原子の質量(12Cの原子核と電子6個を合わせた質量)の1/12です。
この数字には電子の質量が含まれていますから陽子ではなくて質量数1の水素原子に対応する量です。陽子は質量数1の水素1Hの原子核ですから同じものではありませんね。

12Cの原子核は6個の陽子と6個の中性子でできています。
質量数2の水素2Hの原子核は陽子と中性子が1つずつです。
陽子、中性子、電子の数が1つずつですから12Cのちょうど1/6の構造になっています。
同じように考えると4Heでは1/3になっています。
1H,2H、4He、12Cの質量を原子質量単位で比べてみます。

1H   1.0078  
2H   2.0141
4He  4.0026
12C 12.0000

1)1Hの質量×2>2Hの質量+電子1つの質量
   (電子1つの質量は原子質量単位で表すと0.00056です。)
 これは
  陽子の質量×2>2Hの原子核の質量
 ということと同じです。中性子1つの質量は陽子1つの質量よりも大きいはずですから不思議ですね。
2)2Hの質量×2>4Heの質量
3)2Hの質量×6>12Cの質量
4)4Heの質量×3>12Cの質量

なぜこういう値が出てくるのでしょうか。
陽子と中性子が組み合わさって原子核をつくると質量はばらばらの状態での陽子の質量と中性子の質量の和よりも小さくなっています。結合が生じると結合のエネルギーの分だけ安定になります。エネルギーの総量が減少しています。エネルギーが少なくなっているということは質量が少なくなっているということと同じことであるというのがアインシュタインの相対性理論の結果です。#1で引用されているサイトはそのことについて説明しています。

>陽子の質量は1.673 × 10^-27 kg、 原子質量単位は1.661 × 10^-27 とあり、

2つの数字は似ていますが意味が異なります。大小を直接比較することはできません。
最終的には#1に書かれている質量欠損が関係してきますがそれぞれの意味をまず考えることの方が先でしょう。

理科年表を見てみました。
もう少し詳しい数字が載っています。
陽子の質量   mp:1.6726231×10^(-27)kg
原子質量単位 mu:1.6605402×10^(-27)kg

この数字にはどちらにも単位が付きます。
原子質量単...続きを読む


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