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力 1ニュートンとはどれくらい？(江頭教授)

2024.08.23 解説 | 投稿者: tut_staff

　物理学を学修するなかでほとんど最初に出てくるの「ニュートンの運動方程式」。この「ニュートン」はイギリスの学者、サー･アイザック･ニュートンのことで物理学の基礎を築いた偉大な科学者ですね。

　で、「ニュートンの運動方程式」は

f=ma (力＝質量×加速度）

というもの。力が「ニュートンの運動方程式」によって計算されるのですから力の単位もこの式から求められます。SIでは

1 kg の質量の物質の速度を 1 m/s2 で加速させる力

つまり

1 kgm/s2

が力の単位となります。この単位には特別に名前が付いていて、その名も「ニュートン」。通常は「N」と表記します。

　と、まあここまでは力学の教科書なら必ず書いてあるお話。では、この「ニュートン」と言う単位は実際にはどのくらいの大きさなのでしょうか。もっと具体的に言うと「1N」というのはどれくらいの力なのでしょう？

Photo_20240823080001

どのくらいもなにも、定義がすでに

1 kg の質量の物質の速度を 1 m/s2 で加速させる力

ですよね。想像してみてください。1 kg のおもりを押して毎秒 1 m/s 加速する様子を……いやいや、いくら何でもそれは想像するのが難しいのでは。

　確かにそうですね。ではこう考えてみてはどうでしょうか。

1 kg の質量の物質を支える力を思い浮かべてください。

これならイメージし易いのではないでしょうか。

「1 kg の質量の物質を支える力」は重力加速度に逆らって重さを支える力ですから、この場合の加速度は重力加速（ 9.8 m/s2 ）となります。重力加速を約10 m/s2 とみなすと約 10 N ということに。1 kg で 10 N なのですから 1 N に対しては 100 g となります。ですから 1 N の力は

100 g の質量の物質を支える力

となります。たとえば 100 g の分銅を手に持ったところを想像すれば 1 N がどれくらいかイメージし易いのではないでしょうか。

 

江頭 靖幸

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