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質量と重さの知識

地上では「質量」と「重さ」は同じ値になる。
「質量」とは物質の動きにくさの度合いである。物質の質量は地球上でも、宇宙空間でも、月面でも変わらない。 しかし、「重さ」は、物体に作用する万有引力(重力)の大きさであり、重力の変化によって重さは変わる。つまり、地球上で60kgの人は、重力が地球の約1/6の月面では約10kgになり、軌道上のスペースシャトルの中では、重さはほぼなくなるのである。
宇宙を飛行している人工衛星も、船外活動をしている宇宙飛行士も重さはほぼ0kgだが、宇宙飛行士が人工衛星を手で掴んで移動することが出来ないのは、質量と重さが違うからである。
1gの違い
「はかり」、「天びん」は、質量を測定するための器具・機械の総称。質量は重さの原因になる物質固有の量である。その単位はキログラム(kg)。一方「重さ」は、質量×重力加速度から表され、単位はニュートン(N)である。
同じ日本でも、北と南では、重力加速度の値が異なるため、質量1kgのものを北海道から九州へ送ると1g少ない値を示す。標高によっても変わってくる。この作用は、質量測定などでは度外視出来ないほど大きい。特に1000目盛り以上の質量計などでは影響が顕著なため、学術、工業分野などの質量の精密測定においては、十分な注意が必要である。
1kgの物体
質量1kgは1000cm3の水を元にして、これを分銅形状の白金とイリジウムの合金である人工の物体に移し替えて原器としている。キログラム原器は、パリの国際度量衡局に保管されている。この原器は、すでに100年以上経過しているため、表面に吸着したガスなどの影響で質量が徐々に増加。
世界の研究機関では、炭素原子の数や不偏的な定数を使って高精度で再現できる方法を模索している。例えば、日本の産総研が成功したアボガドロ定数の高精度化もあと1桁向上すると、原子の数を基本として質量の単位を決めることが可能となる。

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