「教えて!ピックアップ」リリース!

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 回答 (9件)

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。

この回答への補足

ありがとうございます。
「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!」
なんですが、ここでいう重量はつまりmgエムジー(N)ですよね?
しかしなんでサイトには重量としか書いてないのか?これが混乱の始まりですよね・・・
 

補足日時:2007/09/03 23:35
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
補足をつけましたので、よければお願い致します。

お礼日時:2007/09/03 23:40

全くの蛇足ですが, 「個人のページだから勝手に引用できない」ということはありえません.


少なくとも著作権法でいう「引用」は可能です. たとえそのページを書いた人が「勝手に引用するな」と言ったとしても, 公表している以上「引用されること」は甘受すべきだと思いますね.
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

そうですよね~、そのまま皆さんに誤解を与えたままだと、更に混乱するかもしれませんよね~
本人のためにもなりませんね。わかりました。個人的にメールしておきますm(_ _)m

お礼日時:2007/09/10 19:56

基礎の戻って考えましょう。


1.質量、重量の意味
2.測定方法。
3.単位の換算。
この三点の混同して議論をすると間違いが起こります。全てに回答できるわけではありませんが。

1.質量、重量の意味。
質量とは《物の量》です。月の上で測っても、月の上で測っても不変です。詳しいことは後回しにします。重量は地球上でその物体に掛かる重力のことです。従って《力》です。
従って、異なる物の間、質量と重量の間の換算は出来ません。時間と長さの間の換算は出来ないのと同じです。ヤードで測った長さとメートルで測った長さは換算出来ますね。

2.測定方法。
稲妻が光ってから5秒経ってから、ごろごろと雷が鳴った。雷はどのくらい遠いでしょう。音速を300m/sとして5x300=1500mと計算出来ます。これは時間を長さに換算したのではなく音速を考えた計算をしたのです。音の到達時間を用いて長さの測定をしたのです。同じように質量を測るのに地球上でバネばかりを用いることが出来ます。例えば70kgf。この物体の質量は70kgです。最初の例で、音速300m/sという係数を用いましたが、今回の係数は1なのです。前提は地球上であること。用いる単位がkgf、kgであることです。月で測れば、係数は異なりますし、力の単位にkgfではなく、Nを用い得ればまた異なります。
注:
質量の測定に原理的に、万有引力を考えたバネばかりを用いること、ニュートンの運動方程式f=maを用いることが可能です。両者の結果が同じであるかどうかには議論があると聞いています。

3.単位の換算:
こちらは今回の主題とは離れますが、多くの答の中にある、重量の加速度9.8が関連するのは、単位Nの定義から来る物です。

質量の定義に関する具体的な説明が抜けていますが、第二点に記した注のことなどがあり、もう少し専門の方に書いていただいた方がよいかと思いました。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
そうですね、「重量の加速度9.8が関連するのは、単位Nの定義から来る物です」はその通りだと思います。
そうなると、あのサイトに書いてある文章はかなりマズイですね。
しかも結構公に公開してます。
ただし個人のページなので、勝手に引用する事はできませんが・・
その方は重量kgを9.8で割って、衝突した時の力を求めようとしてました。しかし衝突するときの時間が求まらないとかで、断念してましたが、多分重量の換算から間違っているのでは・・・
いずれにしてもネットは恐いですね(>_<)

本当にありがとうございましたm(_ _)m

お礼日時:2007/09/04 20:27

正確には、質量N=1Wでやれば出る事は出る。



ある質量エネルギーを「1m/s^2」で動かせる単位を1Nと定義する。

これをやっちまえばそれ以降は計算は合うけど、
国際単位系からは「これは」いただけないんです。^^;
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%98%E4%BD%8D% …

この回答への補足

ごめんなさい。
わたしの考察不足なのか、「国際単位系からは「これは」いただけないんです」
は何をいただけないのか教えてくれませんか?
申し訳ありません・・

補足日時:2007/09/04 20:21
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
補足をつけましたので、よければお願い致します。

お礼日時:2007/09/04 20:22

ANo.1さんのお答えは概ね正しいのですが、最後の換算で誤っておられます。


686Kgf(686N)(誤)→70Kgf(686N)(正)

重量は力の一種です。(先ずこの点をしっかり認識してください)
一般にいう「力」と違うところは、「力」が、縦、横、斜め、どの方向から加わるかについて全く条件を付けていない(あらゆる方向から加わる可能性がある)のに対し、「重量」は必ず「重力の力(地球の中心に向かう力)が加わる」ことを前提にしています。

重量は体感できますが、質量は体感できません。
質量1kgの物体を手のひらに載せたときに感じるのは、重力の加速度が加わった、重さ=重量です。
場所によって重力の加速度は変わりますから、例えば同じ質量1kgの物でも地球上で感じる重さ(重量)と月の上で感じる重さとが異なるのはご存知のことでしょう?

ところが「重量」という言葉の使い方にはちょっと曖昧なところがあります。
質量1kgの物体を秤の上に載せたとき、その表示値を読み取って「この物体の”重量は1kg”だ」というような言い方をすることが、一般的です。
[kg]は質量ですから、”重量は”という言い方は誤りです。
重量をいうなら「1kgfだ」というべきです。
しかし社会的に通用している言葉遣いに目くじら立ててもどうにもなりません。
(このことをANo.1さんは「一概に間違いとは言えない」と表現しておられます)

>その時の重量の単位は「kgf」になるのでしょうか?
正しくはその通りです。
秤には[kgf]を計測する能力しかありません。
質量を計測する能力はありません。

>その時の重量の単位は「kgf」になるのでしょうか?
その通り。
重力の加速度が変わらないとするなら、[kgf]と[kg]は同じ値です。

>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?

[N]は力の単位です。
質量ではありません。

>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!

嘘です。
もし力の単位[N]で表されているものなら、9.8で割れば重量[kgf]になります。
そしてこの値はほぼ質量に等しいです。

>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。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。

してよいです。
しかし後半の説明は誤っています。
「地球があまりにも大きくて」ではなく、「地球上どこでも重力加速度は大差ない」からです。

>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?

間違っていません。


[参考]
加速度を補正する秤がありました。(6ページ)
http://www.aandd.co.jp/adhome/products/manual/ba …

http://www.geocities.jp/jitensha_tanken/unit.html

駄文ですがお読みいただけると幸いです。(ANo.2)
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa2721291.html

参考URL:http://www.aandd.co.jp/adhome/products/manual/ba …
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この回答へのお礼

大変ありがとうございます!
<「地球があまりにも大きくて」ではなく、「地球上どこでも重力加速度は大差ない」からです。>
これには確かに!

参考文献も大変有意義です
本当にありがとうございますm(_ _)m

お礼日時:2007/09/04 20:18

>重量を9.8(重力加速度)で割ったものが質量



重量キログラムを。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8D%E9%87%8F% …

>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
F=maですね。
仕事は少し違うみたい。

重力質量と慣性質量は区別しなければいけないんだけど、
馬力は、
馬が引ける重さの単位だから元々kgfで計算してるの。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%A6%AC%E5%8A%9B

Wの出し方が正しければ良いと思う。
質量から求めたこの方法だと出ないと思う。

この回答への補足

疑問です。
1馬力(1ps)=735.5Wです。
この値は馬が引く重さの単位との事ですが、要は重力加速度を考慮しているだけではないのでしょうか?
簡単に言えば馬に紐をつけて滑車をかまして75kgの質量の重りをぶら下げて、それを1秒間に1m持ち上げたら1psですよね。9.8m/s2の重力加速度に逆らっているんですから。
質量75kgものが地面に摩擦係数1で1秒間に1m引きずったら、同じ1psだと思います。しかしどんな地面でも摩擦係数は1以下ですよね。
同じ重さのものは持ち上げるより、引きずったほうが絶対に楽です。
では摩擦抵抗を無くす為に、車輪をつけた荷車で摩擦抵抗が無い(実際には転がり係数分だけ摩擦はありますが)と仮定して質量75kgが1秒間に1ps分だけ走れば、それは同じ1psの仕事をしたと言えませんか?
もちろんその時は1秒間に1m以上進んでいます。

<重力質量と慣性質量は区別しなければいけないんだけど>
は本当でしょうか?
仕事W=質量×加速度×(距離/sec)の式が誤解を産んでいるのでしょうか?仕事はW(J)であり仕事(J)=力(N)×移動距離(m)ですよね。
上式のWは仕事ではなく仕事率ですね。正確にはP(W)と書くのが正しい。ですので上式は仕事率P(W)=質量m(kg)×加速度a(m/s2)×(距離L(m)/時間t(sec))です。
しかもあくまで摩擦が無いと考えた場合です。実際には上式に摩擦抵抗を転がり係数×重力加速度として、抵抗として考慮してます。

F=maはF(N)=m(kg)×a(m/s2)という事ですよね。

仕事率は単位時間当りの仕事ですので、加速している時間を考えれば仕事率は出ませんか?

補足日時:2007/09/04 20:12
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
補足をつけましたので、よければお願い致します。

お礼日時:2007/09/04 20:13

まず最初に認識しておきたいことは、[kgf]という単位は重力単位系と呼ばれる単位系の中で以前から使われている単位であり、[N]はMKS単位系すなわち国際単位系(SI)で、比較的最近に使われだした単位です。


我国は既にSI単位系を採用し、他の単位系は使わないことが決まっているので、[kgf]については本当は忘れてもいいのですが、今だに使う人が多いので、やはり知っておかないと困るときもあるということです。「重力単位系」というキーワードでサイトを検索されることをお奨めします。

<0.1kgf=1Nですよね?> (これは異単位系間の換算式です)
正しいです。正確には、0.98Nです。1[kgf]とは質量が1[kg]の物体の重量(力)という意味です。質量が1500[kg]の重量は1500[kgf]=14700[N]です。
回答NO1の方は体重が70kgとのことですので、(地球上での)重量は70kgf(=686N)となります。

<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~>
これはMKS単位系においては正しいです。重量は[N]が正式な単位だからです。

<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、重力単位系においては正しいです。重力単位系というのは本来は質量であるものを重量とみなして構築された単位系ですが、こういう表現は誤解を招くので、忘れたほうがいいと思います。

ところで車の馬力計算には、タイヤと地面の動摩擦係数(0~1)が何処かに入るはずです。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
もちろん動摩擦係数(0~1)も考慮してます。
動摩擦係数(0~1)に重力加速度をかけたものが抵抗ですから。
あとは加速度と車体重量と単位時間あたりの走行距離から算出です。
それとエンジンのクランク軸のトルクから馬力を出しています。まあ色んな摩擦抵抗があるので、実際の馬力はそれより小さいですから。
またメーカの駆動力公表値からも。この値が駆動力kgと書いてあったので混乱しました。結局kgfの省略形でしたが。
<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~>
なんですが、こういう事はあまり書くのはまずいのかもしれないですが、思いっきりkgと表示してありました。
MKS単位系でNとかいてあれば、こんな混乱しなかったと思います。

お礼日時:2007/09/04 19:36

ん~, なんか混乱してますねぇ....


・重量が kgf で表示されていれば, そのまま kg 単位の質量としていい
・重量が N で表示されていれば, 重力加速度 g で割った値が kg 単位の質量
です. 台ばかりなどは, kgf 単位の重量を表示しますから, そのまま kg 単位の質量としてかまいません.
あ, 精密なはかりだと, 使える地域が制限されていたはずです. 重力加速度が場所によって異なるので, あまりに離れたところで測ると数値が違っちゃうからですね.

この回答への補足

ありがとうございます。
申し訳ありませんが、ちょっと色々考えさせて下さい。
結局のところ、kgfというのは非常に混乱しますね。
すべてN表記にすれば、こんな事はないのでしょうか?
よく車のカタログに、駆動力○○kgとか書いてあります。
力なのに質量?って非常に疑問でした。メーカーに問い合わせたら、kgfを略しているとのこと。つまりNだったわけです。
混乱ですね・・・
しかし車体重量はkgで表示されていて、そのまま質量と考えてました。
あるときは力になってある時は質量になるというkgfとは一体なんなんでしょうか?

補足日時:2007/09/03 23:28
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
補足をつけましたので、よければお願い致します。

お礼日時:2007/09/03 23:40

 


2.重量を重力加速度で割ったものが質量・・・・正解
3.そしてあるサイトには重量=質量・・・・一概に間違いとは言えない

地球上で使われてきたハカリ(重量計)は地球の重力加速度を加味して質量が表示される様になってます。

だから私の体重はハカリで計っても天秤で計っても70Kgになります。
私の体の質量が70Kgならハカリで計った時は重力加速度が影響するので重量は686Kgf(686N)となるはずです。

 

 

この回答への補足

疑問です?
一般的に言われている重量とは結局質量の事を言っているのでしょうか?
例えば人間の体重なら50~120kgぐらいが普通。これって質量なのでしょうか?
結局重力加速度を考慮した重量を表示するハカリなんて本当に特殊な場合以外は使われないのでしょうか?
例えば電車や車や船の重量とは、結局質量を言っている事が殆どということですか?
あと、申し訳ないんですが686Kgf(686N)となってますが?
重力加速度が加わった重量の単位は「kgf」になるのでしょうか?
だとすると686Kgf(686N)はちょっと分からないです。
0.1kgf=1Nですよね?
b4330さんは何か考えがあって686Kgf(686N)と書いていると思うのですが、それが分かりませんので、お願い致します。

補足日時:2007/09/03 21:55
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
補足をつけましたので、よければお願い致します。

お礼日時:2007/09/03 23:39

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