気圧と体重

まったくの素人です。
教えて下さい。
飛行機に乗って上空で体重を量った場合、
地上で量るのと差異がありますか。

質問者からの補足コメント

• 

  早速ありがとうございました。
  気圧が地上と同じに調整されているとのことですが、耳が変に感じたり、お菓子の袋がパンパンに膨らんだりするのは、気圧とは無関係なんでしょうか？
  また、重力は空気量とかで地上と同じように調整されていないのでしょうか？

  No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/08/21 12:41

No.9 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2015/08/21 19:11

もう、既に皆さんお答えですが、まとめると下記でしょうか。

（１）飛行機上では、重力は小さくなり、飛行速度による遠心力も働くので、下向きにかかる力は地上よりも小さくなる。
（２）与圧はされているが、気圧は地上よりは低めなので、空気の密度が小さくなって「浮力」が小さくなり、飛行機上では、体にかかる下向きの力は地上よりも大きくなる。

（１）の効果は（２）の効果よりも大きいので、結果的に「下向きにかかる力は、地上より小さくなる」。

（Ａ）これを「天秤」で測ると、「人間」も「おもり」も同じように「下向きにかかる力は、地上より小さくなる」ので、結果的に地上と同じ「おもり」でつり合うことになる。従って、地上で測った体重と変わらない測定結果となる。

（Ｂ）バネばかりで測ると、バネばかりは「下向きに働く力」そのものを測るので、飛行機の上では、地上よりも小さくなる。つまり、飛行機で測った体重は、地上で測った体重よりも小さくなるという測定結果となる。（バネばかりでなくとも、通常家庭で使う「タニタの体重計」のような、「バネ式」あるいは「ロードセル」という「下向きの力」を測るタイプであれば、これと同じ結果になる）

（Ｃ）ほかの原理の体重計の場合には、その原理から考察することが必要。例えば、特定の電荷を持たせて一定電圧で加速し、どれだけの速度になったかを測定するとか。この場合には、「質量」を測定することになるので、地上でも飛行機の上でも同じ測定結果となる。（無重力の宇宙空間で測っても同じ）

　つまり、結論として、

「飛行機の上では、重力加速度は地上に比べて小さくなるが、それを「重さ」として測ると、測定方式によって「軽くなる」結果にも、「変わらない」結果にもなり得る」

ということのようです。


　なお、質問者さんの疑問のひとつ

＞重力は空気量とかで地上と同じように調整されていないのでしょうか？

に関しては、空気量で重力を調整するのは不可能です。「重力」はあくまで「万有引力」ですから、空気の有無や圧力で制御できるものではありません。
　もし、それができれば、国際宇宙ステーションで「無重力」で苦労する必要がなくなります。長期に滞在すると、一種の「寝たきり状態」になるそうですから。
（チューブを円形にした「浮き輪」のような宇宙ステーションでは、「浮き輪」の中心線に対して回転させることで、浮き輪の外側に向けて「遠心力」の「重力もどき」を発生させることはできるようです。映画「2001年宇宙の旅」では、宇宙ステーション内で、これで発生させた重力で「浮き輪」を回るようにジョギングしていました）

この回答へのお礼

素人相手に本当にありがとうございました。
もう少し勉強しておけばと後悔しています。
いずれにしましても、お時間を割いて頂き感謝しています。
ありがとうございました。

お礼日時：2015/08/22 15:04

No.8 回答者： uen_sap 回答日時： 2015/08/21 17:15

天秤で測れば同じ。

バネはかりで測れば、（精度がよければ）軽くなる

No.7 回答者： check-svc 回答日時： 2015/08/21 13:11

#6です。

距離に反比例じゃなくて、距離の二乗に反比例です。訂正します。

No.6 回答者： check-svc 回答日時： 2015/08/21 12:05

機内空気圧は関係ありません。

飛行機が上下加速度がない（つまり水平航空）であれば、重力は質量に比例し、地球（の中心）からの距離に反比例（万有引力の公式による）します。

つまり、地表よりは上空のほうがわずかに軽いってことになります。

No.5 回答者： stomachman 回答日時： 2015/08/21 11:53

「体重」が身体の質量のこと（本来の意味）であるとすると、これは重力や浮力やなんやかやとは全く無関係に、一定です。

ここはお間違いなきよう。

　で、ご質問で仰る「体重」は、ヘルスメータのような体重計をひとつ決めて、その体重計に乗って測った数値、という意味でしょう。これはどこで測るかで値が変わる。
　一定の速さで完璧に安定して（ってのは、ちょっと非現実的だけど）高度10,000mを飛んでるジェット旅客機の場合を考えてみましょ。

　地表の空気の密度は約1.3g/Lなので、人体の密度がおよそ1kg/Lだとすれば、空気による浮力はその0.13%です。
　高度10,000mを飛ぶ旅客機の客室内は圧力を掛けて（与圧といいます）標高2,400m（とか、そのあたり）の気圧に調整してます。地表の76％ぐらいの圧力です。（機内で使ってキャップを閉めたPETボトル（今時は持ち込めませんけど）が、飛行機を降りてみるとベコっとへっこんじゃうのを経験しました。）だから、地表に比べて、空気による浮力が76%になり、つまり地表で測るのに比べて体重計の読みが0.03%ほど大きくなる。
　もし与圧を掛けてない（うぐぐっ、い、息が〜）という状態だとすると、気圧は地表の35%ぐらい、なので体重計の読みが0.08%ほど大きくなる計算です。

　重力の大きさは、地球の中心からの距離の2乗に反比例します。海面上10,000mの高度であれば、地球の中心から、地球の半径（R≒6,370,000m)より10,000mだけ遠くなる訳ですんで、
　　(R^2)/((R+10,000)^2) ≒ 0.003
つまり、地球の中心から遠くに居るために、体重計の読みが0.3%ほど小さくなる。

　地球の自転による遠心力、ってものがある。たとえば赤道上ですと、自転の角速度ω = 2π/24時間 と標準重力加速度g≒9.8 m/(s^2) を使って、
　R(ω^2)/g ≒ 0.003
つまり、重力の0.3%ほどです。そこで飛行機が赤道上を西に向かって時速800kmで飛んでるんだとしますと、遠心力が27%になる。逆に東に向かって時速800kmだと、220%になる。遠心力は体重計の読みを小さくする作用をするんですから、ということは、
　　赤道上を西に向かって時速800kmなら、体重計の読みが0.2%ほど増える。
　　赤道上を東に向かって時速800kmなら、体重計の読みが0.4%ほど減る。
ってことです。

　気圧の違いの影響は、重力の違いの影響よりも小さいようですね。

　あー、計算間違いがないかどうかはご自身でチェックして下さいな。

この回答へのお礼

詳しくご説明いただき本当にありがとうございました。

お礼日時：2015/08/22 15:01

No.4 回答者： mazeran 回答日時： 2015/08/21 11:40

機内は０．６～０．８気圧くらいなので、気圧による体重の変化であれば、Ｎｏ，３様の回答が納得できるものと思います。

ただ、飛行機に乗って体重を測る場合、気圧による変化よりも、重力(遠心力の影響)の変化による増減が大きいと思います。
赤道上空を東向きに飛ぶ場合と、西向きに飛ぶ場合では、体重は数％変わります。(エトベス効果)

No.3 回答者： mapascal 回答日時： 2015/08/21 11:02

気圧が下がれば、体重は重くなります。

それは空気による浮力が減るためです。上空にあがることによる重力の減少と相殺されるので、殆ど判らないくらいでしょうね。

No.2 回答者： noname#542251190 回答日時： 2015/08/21 10:30

こんにちは。

　ご質問を拝見しました。

　飛行機が、水平に航行していめものとしてお答えします。

　先ず､気圧の関係では飛行機内は「与圧」といって地上と同じになるように調整されていますので影響はありません。

　次に、重力は上空に行くに従って少なくなるので、地上よりも物体の重さは軽くなります。
　さらに上昇して宇宙空間まで行けば重力が無くなります。

　ご参考まで。

No.1 回答者： fxq11011 回答日時： 2015/08/21 10:18

>差があるか？のみだと、ひょっとしたらわずかの差はあるかもしれませんが、気圧に起因するものではありません。

単なる例でしょうが、飛行機の場合は全くの水平、巡航状態の場合は別ですが、上昇、下降中は性格ではありません。

この回答へのお礼

素人相手に早々のご回答本当にありがとうございました。

お礼日時：2015/08/22 14:59