【中1理科】3分でわかる!力の単位「ニュートン(N)」とは何もの??

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力の単位のニュートン(N)とはどんな単位?

こんにちは!この記事を書いているKenだよ。目頭、あついね。

 

中1理科では光、音に続いて「力」を勉強してきたよね?

ここまで力の種類とか力の性質とかをみてきたんだけど、もっと重要な

力の単位

について今日は勉強していこう。

重さの単位はg(グラム)、距離の単位はm(メートル)っていう感じで、あつかうものそれぞれに大きさを把握するための単位があると思うんだよね。

 

力の単位は理科の世界では、

ニュートン(N)

というものを用いるよ。

今日はこのニュートン(N)という力の単位の正体を一緒に暴いていこう。

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ニュートン(N)とは100gの物体の重力に等しい?

教科書のニュートン(N)の説明を見てみると、

100gの物体にはたらく重力の大きさにほぼ等しい

って書いてあるね。

力の単位 ニュートン

なるほど。

つまりたとえば、300gの消しゴムがあったら3Nの重力が働いていることになるし、

力の単位 ニュートン

10,000g ( =10kg) の机があったら、この机に働く重力は100Nってわけだね。

力の単位 ニュートン

ふむふむ。物体に働く重力のニュートンを求めたい場合は、質量を100gで割ればいいだけだから簡単だね。

 

 

なぜ100gの物体に働く重力が1ニュートン(N)なの?

がしかし、だね。

なぜ、100gの物体に働く重力が1ニュートン(N)になるんだろうね??

教科書にはくわしく書いてないし、はぐらかされてる感がする。

 

そこで今日はこれがなぜなのか徹底的に暴いていこう。

 

ニュートンの定義

まず、正確にニュートンとはどういう単位なのか?

を見ていこう。

Wikipediaによると、

1キログラムの物質に1m/s² の加速度を生じさせる力

とあるね。

 

つまり、質量1kgの物体に、1ニュートンの力を加えると、

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力の単位 ニュートン

こいつが、1秒間に毎秒1mの速さずつ加速するような力

力の単位 ニュートン

ってことさ。

ちなみに、この力と質量、加速度の関係をニュートンの第一法則と呼ぶよ。

 

重力加速度は約毎秒10m/s²

ここで、物体に働く重力が、物体にどれくらいの力を及ぼしているのかを見てみよう。

 

重力は、地球上にあるものたちに、1秒間に、

9.80665 m / s

の速さずつ加速させるような力をおよぼしてるよ。

これは約、

10 m / s2

だ。

つまり、地球の中心に向かって1秒間あたり、毎秒10mの速さずつ速くなるってことさ。

力の単位 ニュートン

 

質量が100g(0.1kg)の時、力は?

ここで力の単位ニュートンの定義に戻ろう。

ニュートンは、

1kgの物体に1m/s²の加速度を与える力

だったよね。

重力の場合、地球上にあるものは約10m/s²の加速度を生じさせているから、

1kgの物体の重力は10Nになるね。

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力の単位 ニュートン

だから、質量を10分の1の0.1kg(=100g)にしてやれば、力もその十分の1の1Nになるのさ。

力の単位 ニュートン

 

まとめ:1ニュートンは1kgの物体を1秒間に毎秒1mの速さずつ速くする力のこと

以上が力の単位ニュートンだね。

教科書に書いてある、

100gの物体にはたらく重力の大きさにほぼ等しい

とは、重力が物体を加速させる大きさを1秒間あたり毎秒10mとした時の場合の力のことなんだ。

実際1秒間あたり毎秒9.80665mの加速度だから必ずしも正確とは言えないわけね。

 

ただ、これは高校物理の範囲。

中学理科では、

100gの物体に働く重力の大きさが1ニュートン

と覚えておけば大抵の問題を計算できるはずだ。

力の単位 ニュートン

基本を押さえて、なおかつ、その裏のなぜそう言えるのかまで押さえておけば完璧だね。

 

そんじゃねー

Ken

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