このページでは「質量と重さのちがい」「質量や重さ・体積はどのように測定するか」について解説しています。
質量と重さの違いについての動画による解説は↓↓↓
https://youtu.be/LrtF0rVk-9c
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1.質量と重さ
物質そのものの量。
場所によって変化しない。(月でも地球でも同じ!)
上皿てんびんで測定する。
単位は「g」「mg」「kg」など。
※1kg=1000g・1g=1000mgの関係がある。
重力の大きさのこと。
場所によって変化する。(月と地球では異なる!)
ばねばかりやニュートンばかりで測定。
単位は 【N】【g重】【kg重】など。
重さとは「重力の大きさ」のことです。
「重力」は地球などの星が、そばの物体を引く力です。(→【力のはたらき】←も参照。)
「力」の単位は「N(ニュートン)」。
よって「重さ」も「重力」も「N(ニュートン)」の単位を使います。(【g重】や【kg重】は昔使っていた単位です)
わたしたちは地球の重力に引き寄せられて普段生活していますね。
でも月に行くことになったら…?
月が物体を引く重力の大きさは地球の約6分の1です。
地球で体重計に乗ると「60kg」と表示された人が月で体重計に乗ると「10kg」と表示されるのです。
ですがその人がやせたわけではありませんよね。(↓の図)
その人をつくっている物質の量は変わりません。
このように物体をつくっている物質の量を質量と言います。
まとめると
重さ・・・場所(星)によって変わる。単位はN(ニュートン)。
質量・・・場所(星)によって変わらない。単位はg・mg・kg。
となります。
重さと質量の関係
質量100gの物体に、地球からはたらく重力は約0.98Nです。
質量1kgの物体に、地球からはたらく重力は約9.8Nです。
つまり 100g→0.98N 1kg→9.8N と地球上に限定すれば単位を変換できます。
ですが、中学では0.98や9.8ではなく、キリのよい次の数字を使うことが多いです。
質量100gの物体に、地球からはたらく重力を1Nとします。
質量1kgの物体に、地球からはたらく重力は10Nとします。
100g→1N 1kg→10Nとして計算することが多いです。
2.体積
(正しくはないが)大きさのこと。
メスシリンダーを用いて測ることが多い。
単位は「L」「mL」「m3」「cm3】など。
※次のような関係がある。
1m3=1m×1m×1m=1000000cm3
1L=1000mL=1000cm3
メスシリンダーを用いた体積の測定
①液体の場合
メスシリンダーに液体を入れます。
そして、メスシリンダーの目盛りを正確に読みましょう。
その際のルールは
・液面と同じ高さから読む
・液面の水平な部分の目盛りを読む
・最小目盛り(1目盛り)の10分の1の位まで読む
の3つ。
例えば次の場合。
この目盛りを読むときは、矢印の方向(液面と同じ高さ)から、点線の部分(水平な部分)を読みます。
このメスシリンダーの1目盛りは1cm3です。
その10分の1は0.1 cm3です。
0.1 cm3って小数第1位までありますね。
「1目盛りの10分の1の位まで読む」とは、「この場合は小数第1位まで読み取る」
ということです。
「66 cm3」ではなく「66.0 cm3」と読むのが正解です。
②水に溶けない固体の場合
まずメスシリンダーに水を入れます。
その後、体積を測定したい物体をメスシリンダーに沈めます。
このとき液面がどれだけ上昇したかでその物体の体積を求めます。
↓の図の場合を考えます。
56.0-40.0=16.0cm3の物体が沈んだと考えるのです。
POINT!!
・重さ・質量・体積はまったくちがうもの。
・重さは、重力の大きさのこと。単位【N】を使う。
・質量は、物質そのものの量のこと。単位【g】などを使う。
・体積は、物体の大きさのこと。単位【L】や【cm3】などを使う。
・メスシリンダーは、水平な部分を真横から見て、目盛りを読み取る。
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