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標高が高くなればなるほど「ものの重さ」は重くなるのか軽くなるのか?(緯度パターンも考慮)

標高が高くなればなるほど「ものの重さ」は重くなるのか軽くなるのか?(緯度パターンも考慮)

F=maというのは典型的なニュートン力学だが、標高が上がれば上がるほど重力の関係とか遠心力および浮力の関係上重量はどうなるのだろうか?(※質量と重量の違いはもう結論がついているのでわざわざ解説しない)

考慮すべき要因は2つあり☆一つ目が自転による遠心力と地球による引力との合算での重力である。☆二つ目が空圧による浮力の影響である。さらにこの組み合わせは二つのパターンに割り振れられる。それが緯度と高度である。

1・緯度による変化

地球は赤道付近で膨らんでいるので、遠心力は強くなる。一方重力は弱くなる。合算すると…

これらの効果により、海面の重力加速度は、赤道付近で9.780 m/s2なのに対し、極付近で9.832 m/s2となり、物体の重量は、赤道と比べると極で約0.5%大きくなる。

緯度が上がれば上がるほど重量は重くなるのである。

2・高度による変化

高度が上がれば空圧が少なくなる、そうなればなるほど物体への浮力は減少する。浮力以外のほかの条件を加味しなければ、高度が上がれば上がるほど重力は小さくなるので、(浮力=浮き上がる力が小さくなるにつれての重量の増量分は微々たるものであることも考慮すると)重さは減少する。この数値は…

高度が高くなると地球の中心からの距離が離れるため、重力は高度が上がるにつれて減少する。 他の条件が全て同じであれば、海面高から高度9,000mまで上ると、重量は約0.29%減少する(見かけの重量に影響を与える追加の要因には、高度が上がると空気の密度が減少し、物体の浮力が減少するというのもある。これにより、高度9,000mではヒトの体重は約0.08%増加する)。

高度が上がれば上がるほど重量は軽量になるのである。

緯度と高度の関係性を紐解けば、さらに深い論考はできるといえるだろう。

※文章は地球の重力 – Wikipediaより引用させていただきました。

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