慣性の法則とは? 質量と重さとは?

慣性の法則

机の上に置いた本は、誰かが動かさないかぎり、いつまでも動きません。
このような物体の性質を慣性と言います。




動かない場合の慣性は、すぐわかりますが
動いている物体が慣性をもっていることは、なかなかわかりませんでした。

しかし、動いている物体についても
「これに力がはたらかないかぎり、いつまでも等速直線運動を続ける」
と言う性質をもっていることがわかりました。

これは、イタリアのガリレオが発見した法則です。

机の上の本に、力を加えて滑らしても、摩擦力のために、すぐ止まります。
また、本のかわりに、ろうかでボールを転がしてみると
遠くまで転がりますが、やはり最後には止まります。

これも、摩擦のためです。

ボールが遠くまでころがるのは、本を滑らすときの、滑り摩擦よりも
ボールを転がすときの転がり摩擦のほうが、ずっと小さいからです。

したがって、摩擦力や空気の抵抗のような、運動をさまたげる力が
まったくはたらかない場合を考えてみると、ガリレオの法則通りになるのです。

ニュートンは力学のもとになる、3つの法則を立てたことで有名ですが
その第一には、ガリレオの慣性の法則を取り入れました。

それは「物体に、外から力がはたらかないならば
静止している物体は永久に静止し、動いている物体は
永久に等速直線運動を続ける」というものです。

この法則は、ニュートンの運動の第一法則とも言います。
これを言い換えると「すべての物体は慣性をもつ」と言ってもよいわけです。

電車やバスが、急に走りだすと、のっている人は、うしろに倒れそうになります。
また、急に止まると、進行方向に倒れそうになります。

走っている電車やバスの中で、物を落とすと、落とした物は
うしろに取り残されないで、車中の人から見ると、まっすぐ下に落ちます。

また、走っている電車の中で、まっすぐ上に飛び上がっても
もとのところへ落ちてきます。

これらは、いずれも、物体に慣性があるために起こることです。



質量と重さ

質量という言葉は、ニュートンが物体の慣性の大小をあらわすために用いた言葉です。

質量と重さとは、混同しやすいので、注意しなければなりません。

質量とは、物質がかわらないかぎり
どんなところで測っても、その大きさはかわらないものです。

たとえば、地球上で測った質量も
また、月ではかった質量もどちらもかわりがありません。

ところが、重さは地球上の場所によっても
また、地球内部の密度の大きい物質の作用によってもかわってきます。
しかし、その差は、ごくわずかです。

これは、重さが物体にはたらく重力の大きさに左右されるからです。
つまり、重さは、外から物体に作用する力(重力)であって
その力の大きさしだいで、異なる値をとるからです。

質量の単位には、グラム(g)やキログラム(㎏)などを用います。
そして、力の単位には、物体にはたらく重力の大きさであらわすこともあります。

たとえば質量1グラムの重さを1グラム重
1000グラム重を1キログラム重などと言います。







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