〇 やったこと(4.5h)
・ビデオ「橋本の物理」⑥の内容のノートまとめ
・ビデオ「橋本の物理」⑦視聴
〇 学んだこと
・質量には定義の仕方によって慣性質量と重力質量の二通りがあるということ
・まず「質量」とは、物体がもつ「物の量」を表す基本的な物理量である。
この質量を定義する際、二つの見方で定義した。
・慣性質量とは、物体を動かす際に感じる「重さ」に関する質量のこと。
これは、ある物体を押したり引っ張ったりして動かしたとき、物体は静止状態から徐々に加速度が大きくなって動き出す(加速度とは、その物体の速度が単位時間あたりにどれだけ速くなるかをを示した量である)。
このとき、質量が大きいほど加速がつきにくい、つまり重い物体ほど動かしにくいと感じる。
慣性質量は、この動かした物体に対して感じる「動きにくさ」(あるいは「止まりにくさ」)を数値で表したものである。
・重力質量とは、例えば物体を持ち上げるときに感じる「重さ」に関する質量のこと。
これは物の落下する性質に関係し、重力による重さの度合いを指す。
重力が違えば同じ質量の物体でも、この重力質量は変わってきてしまう。体重計はこの重力質量を計っている。
・ただしこの二つの質量は経験的に同じであることが知られている。
つまり地球の重力で引っ張られて重い物体は、軽い物体より動かしにくいという法則が、重力が変わっても(宇宙のような無重力状態でも)同じである、ということが知られている。
この経験則を高精度な実験で証明し、慣性質量と重力質量は「別の事象であるけれど等価である」という等価原理が説明された。それゆえ中学高校では理解の簡便さのため二つを分けることなく単に「質量」として扱っている。
・重量とは質量に重力が作用して生まれた力のこと。「重量」は「重力」ではなく、「重力によって物体に働く力の大きさ」のことである。つまり重力が地球が引っ張る下向きの力なら、重量はその結果反作用として物体が受ける上向きの力のことである。なので力の大きさは重力と同じである。
ただしこの「重量」という言葉は、日常的に「質量」と同等な意味で使われている。
例えば、「体重」は本来「重力による力(重量)」で単位はN(ニュートン)だが、日常では「体の質量」(単位は㎏)として使われている。
つまり、体重計は人が「地面から受ける力=重量(N)」を測り、その値を1 kgf = 9.8 Nで換算して「kg」として表示しているのである。体重計の表示は「重力による力を、質量の単位で換算して表示している」という仕組みである。
〇 調べたこと
・キログラムの定義の変遷
・キッブル天秤とシリコン球(アボガドロ法)による定義方法
・なぜシリコンが選ばれたのか(シリコンの性質について)
・合成ベクトルについて
・sinθ,cosθ,tanθが何を表しているのか(数学の復習)
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