重力

定義

重力とは、質量をもつ物体どうしの間にはたらく引力のことである。地球上では、地球と物体の間にはたらく引力として現れ、物体を地球の中心に向かって引きつける力として観測される。

イメージ

手を離すと物体が下に落ちるのは、地球がその物体を引いているためである。つまり、地面に向かって引っ張られているような状態であり、この引くはたらきが重力である。

また、地球だけでなく、月や太陽など、すべての質量をもつ天体どうしでも同じように引き合っている。

数式

地球の表面付近では、質量 \(m\) の物体には次のような重力がはたらく。

\[F = mg\]

ここで、\(F\) は重力（N）、\(m\) は質量（kg）、\(g\) は重力加速度（約 \(9.8\ \mathrm{m/s^2}\)）である。

また、一般には万有引力として次のように表される。

\[F = G \frac{Mm}{r^2}\]

ここで、\(M\) は天体の質量（kg）、\(m\) は物体の質量（kg）、\(r\) は距離（m）、\(G\) は万有引力定数である。

ポイント

• 重力は「地球が引く力」ではなく、質量をもつ物体どうしが引き合う力である
• 地表付近では一定の加速度 \(g\) を用いて \(F = mg\) として扱う
• 高さが大きく変わる場合は万有引力 \(F = G \frac{Mm}{r^2}\) を用いる