自分の体重を見ている人は、体重計は嘘をつかないと主張するかもしれませんが、彼らが人に言うことは、少なくとも、誤った呼び方です。 物理学の用語では、重量は実際には力：質量に作用する重力。 SIの力の単位はニュートン（N）です。 一方、質量は、オブジェクト内の物質量の尺度です。 SIの質量の単位は、キログラム（kg）です。
したがって、体重を求めている人に実際にスケールが表示する必要があるのは、ニュートン. これを自分で概算したい目の肥えた物理学の学生のために。 ただし、次のように機能します。体重計が与えるキログラムに10を掛ける（またはポンドに4.5を掛ける）だけです。
質量と重量の違いは何ですか？
一言で言えば、質量と重量の主な違いは、質量は基本的なプロパティオブジェクトの重量と重量はありません。 質量は、オブジェクトがどこに配置されていても、物質が加算または減算されるまで変化しません。 2,300 kgの象は、地球、月、宇宙の真ん中で2,300kgです。
一方、質量に作用する重力は場所によって異なるため、重量は場所によって異なります。 2,300kgの象は重量地球の表面では約23,000Nですが、月ではその重量の約6分の1にすぎません。 象は、重力場の影響から遠く離れた深宇宙に堆積しましたが、重量はありません。 まったく。
それらの定義に続く質量と重量のもう1つの重要な違いは、質量はスカラー重量は力であるのに対し、キログラム単位の値に関連付けられた方向はないため、値ベクター。オブジェクトの重量は、重力がオブジェクトを引っ張るのと同じ方向に常に向けられます。
質量は、技術的には、オブジェクトの慣性、またはモーションに対する抵抗の定量的な尺度です。 オブジェクトの質量が大きいほど、それに作用する力の影響は少なくなります。
重量：重力
他の力と同様に、重量は重力方程式を使用して計算できます。
F_ {grav} = mg
どこgは、地球の表面近くの重力による加速度です。g =9.8 m / s2. 惑星のどこかに落下した物体は、地球の中心に向かって絶えず増加する速度で落下します。前の秒よりも毎秒9.8 m / s速くなります。
この式は、kg単位の質量に10を掛けると（または、最初にkgのSI単位に変換するために、lbs単位に4.5を掛けると）、人の「実際の」体重の簡単な概算が得られる理由を説明します。
宇宙の他の場所では、g重力による加速は大きな物体の局所的な重力場の結果であるため、は異なります。 たとえば、小さな惑星水星では、gわずか3.7m / s2. それは約38パーセントにすぎないからですg地球上では、水星上のものはすべて、地球上での重量の約38パーセントしかありません。
見かけの重量
厳密な定義として、同じ重力場内のオブジェクトの重量は変化しません。 人がエレベーターで上がっているか下がっているかにかかわらず、同じg同じように加速していますm、 そうFグラブ、または重量は同じになります。
実際には、の値にはわずかな違いがありますg地球上の北極と赤道、または太陽の内部と表面など、大きな物体の周りのさまざまな場所で。 しかし、物理学の学生にとっては、通常、重力場のあらゆる場所で一定の値を近似するだけで十分です。
とは言うものの、注意深いエレベーターのライダーは時々彼らに気づいたかもしれません感じるライドのさまざまなポイントで、通常よりも重いまたは軽い。 彼らの見かけ上 重み体に慣性があるために変化している、または動きの変化に抵抗している。
エレベータが上昇し始めると、彼らの体は静止して上向きの動きに抵抗し、動きに順応するまでしばらくの間彼らを重く感じさせます。 エレベータが下降し始める瞬間、その逆が当てはまります。 しかし、その人の実際の重量変化する。
加速するエレベーターのスケール
エレベーターを上り下りする同じ人の目盛りの読み方はどうですか？ ここでも、スケールは嘘をついているように見えるかもしれませんが、今回は単に誤った名称ではありません。
スケールは、正味の力それに基づいて行動します。 それがまだバスルームの床にあるとき、体重計にかかる正味の力全体は、体重計に立っている体を下に引っ張る重力によるものです。 しかし、加速エレベーター、エレベータが速度を上げたり下げたりし始めたとき、はかりの質量の総加速度はgエレベーターの動きからも。
エレベータが反対方向に上向きに加速している場合g、正味加速度はよりわずかに小さくなりますg、結果としてわずかに小さい正味の力になります（Fネット = maエレベータの加速度がよりも小さいと仮定しますg). したがって、スケールは小さい数それがまだあるときより。 逆に、下向きに加速すると、追加の加速の方向にg、その結果、スケールの正味の力が大きくなり、大きい数.
これはエレベータが加速している場合にのみ当てはまります. 一定の速度で上下に（ほとんどの乗客が望むかもしれません！）、正味の加速度、したがって正味の力は、バスルームの床で動いていないスケールと変わりません。
傾斜面でのスケール
即座に「体重を減らす」ためのもう1つの簡単な方法は、床に平らではなく傾斜面に体重計を置くことです。 スケール上の力の自由体図を描き、スケールがどのように機能するかを理解することで、これが真実である理由が明らかになります。
この場合も、スケールは、それに作用する重力をスケールに下向きに記録することによって機能します。 重力は常に地球の中心に向けられています。 体重計がバスルームの床で平らな場合、これは90度で真下になります。
ただし、たとえば20度の傾斜路に座っている場合など、スケールを傾けると、重力は次のようになります。スケールに対して垂直ではなくなった. 重力をその構成要素に分解すると、次のことが明らかになります。垂直成分、はかりに直接入り、したがってはかりの読みのソースとして機能するものは、総重力よりも小さい. したがって、スケールは小さい数床に平らなときよりも傾いているとき。
なぜ質量との違いを知るのか。 重量の問題
質量と重量ない 物理学で交換可能！ 多くの方程式や概念は、オブジェクトの質量または複数のオブジェクトの質量に依存します。 重量は、ここで説明する状況での力の分析など、ニュートン物理学の状況でのみ有用な概念です。