重さと質量なにが違うの?月に行っても質量は変わらない?

月の重力は地球の何倍?

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正解は1/6倍です!

2つの物体の重さが大きくなるほど重力も大きくなるので、地球よりも軽い月では重力が小さくなるんですね。

(ちなみに、月の質量は地球の1/81倍です。かなりの差がありますね!ただ、重力の大きさは2つの物体の距離も関係します。月の直径は地球の1/4倍です。いろいろと計算すると1/6倍となります。詳しくは高校で)

重力が小さいということは、下に引っ張られる力が小さいということなので、月では地上よりも体が軽く、大ジャンプができます!!

科学館などで、ワイヤーの力を使って月面上の重力を体感できる場所もありますね!

一度やってみたい、、、

重さと質量の違い

なんとなく同じような気がしますが、はっきりと使いわけられています!

例えば、月に行ったとしても、たしかに体は軽くなりますが、自分の体の一部がなくなったり、中身がスカスカになったりするわけではありませんよね。

月に行っても、体を作っている細胞、もっというと粒子はなにも変わらないんです。

ただ、はたらく力が小さくなっているだけ。

これが、重さ質量の違いです!!

重さとは

物体にはたらく重力の大きさ。つまり場所(地球、月、宇宙)で変わる。

質量とは

どの場所でも変わらない、その物質をつくる「もともとの量」

というわけです!

地球、月、宇宙での重さと質量

さて、地球上では、約100gの物体にはたらく重力は1Nです。

例えば、60㎏の人がいたとすると

この人の「質量」は60㎏で、「重さ」は600Nとなります。

「もともとの量」が60㎏、そのもともとの量にかかる重力が600Nというわけですね。

では、この人が「月」に行ったらどうでしょうか?

「質量」はもともとの量なので、変わらず60㎏

「重さ」月の重力は地球の1/6なので、100N 

となります。

同じように「宇宙」に行ったとしたら、

「質量」60㎏「重さ」0N

となるわけです。

体重計が測っているのは、重さ?質量?

さて、どちらでしょうか?

この問題を解くには、月で体重計に乗った時をイメージしましょう。

月に行くと体が軽くなる。そう、月で質量60㎏の人が体重計に乗ると、目盛りは10㎏になっているはずです。

つまり、「体重計」は場所によって変わる「重さ」を測る道具なんです!

では、上皿てんびんはどちらを測っているでしょうか?

月で上皿てんびんを使うイメージをしてみましょう。

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上のイラストからわかるように、上皿てんびんは「地球」でも「月」でも質量60㎏のおもりと60㎏の人がつりあっています

つまり、「上皿てんびん」は場所によって変わらない「質量」を測る道具なんです!

理由は、地球上では、人とおもりどちらも600Nの力がはたらき、つりあう。

また、月面上では、どちらも100Nの力がはたらき、つりあう。というわけですね!

ポイントは月ではどうなるか?を考えることですね。

まとめ

「重さ」場所(地球、月、宇宙)によって変わるが

「質量」場所によって変わらない

「体重計」は重さを、「上皿てんびん」は質量を測る道具

中1 物理
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プロフィール
ゆうしろ

私立中・高一貫校の現役理科教員です。
専門は生物学で、中学・高校理科の教員免許を持っています。
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