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重力 じゅうりょくgravity

翻訳|gravity

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

重力
じゅうりょく
gravity

地球上の物体に作用する地球万有引力。物体に働く重力の強さをその物体の重量または重さという。重力によって物体が得る加速度は同一地点ではすべての物体に対し同じであって,これを重力加速度という。重力加速度はほぼ 9.80m/s2 であるが,高さや緯度によって少し異なる。高地になるほど重力加速度が小さいのは,地球の中心からの距離が増大して万有引力が小さくなるためである。平均海面での値に高度補正した重力を標準重力という。地球は自転するので,実測される重力は万有引力と自転に基づく遠心力との合力であって,これを見かけの重力ということもある。見かけの重力は緯度が小さくなるほど減少するが,これは低緯度ほど外向きの遠心力が大きいのと,地球が球ではなく赤道のほうにふくらんだ回転楕円体のためである。なお,物体間の万有引力を単に重力 gravitationということがある。

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デジタル大辞泉の解説

じゅう‐りょく〔ヂユウ‐〕【重力】

地球上の物体が地球から受ける引力で、物体の重さの原因となっている力。地球の万有引力と地球自転による遠心力との合力

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百科事典マイペディアの解説

重力【じゅうりょく】

地球上の物体に働く地球の引力(万有引力)と地球の自転による遠心力の合力。後者はそれが最大の値をとる赤道上において引力の約290分の1に当たる。重力の大きさは単位質量に働く力,つまり重力加速度(単位m/s2またはガル)で表され,通常1000分の1のミリガルで測定される。
→関連項目鉛直線重量(物理)重力異常

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パラグライダー用語辞典の解説

重力

空を飛ぶパラグライダーには、一見、重力は邪魔な存在かのように見える。しかし実はこの重力が働くからこそ、自由に滑空する事が可能となっている。

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世界大百科事典 第2版の解説

じゅうりょく【重力 gravity】

重力という語は宇宙論などでは万有引力のことをさすこともあるが,地球についていう場合には地球上の物体にはたらく地球の万有引力と地球自転による遠心力との合力をさす(図)。われわれにはこの重力は物体の重量として感じられる。人工衛星のように地球の自転とは無関係な物体の運動を論ずる場合には遠心力の成分は除いて取り扱う。 地球上で1kgの物体に作用する重力の強さは約9.8Nでほとんど一定である。したがって重力は物理学における力の基準として重要である。

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大辞林 第三版の解説

じゅうりょく【重力】

地球上の物体が地球から受ける力。万有引力と地球の自転による遠心力との合力。地球上の場所により多少異なり赤道付近で最小となる。
万有引力 」に同じ。
大きな力。 〔オランダ語 zwaartekracht を zwaarte (重さ)と kracht (力)とに分け、漢字をあてた訳。「求力法論」(1784年)や「暦象新書」(1798~1802年)にある〕

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

重力
じゅうりょく
gravity

地上で物体を地球に引く力として認識された基本力の一つ。

ニュートンの重力

1665年、ニュートンは、地上の物体の重さを決めている力と天体の間に働く力とが同じであることを発見した。ニュートンによりみいだされた重力の法則は「二つの物体(球)の間に働く力は引力であって、その大きさは両物体の質量に比例し、距離の2乗に反比例する」と表される。この力はすべての物体の間に働くので万有引力ともよばれる。
 いま、二つの物体の質量をmMとし、距離をrとすると、重力の強さFFGMm/r2となる。ここでGはニュートンの重力定数とよばれ、G=6.67×10-11Nm2/kg2である。距離が物体の大きさに比べて十分に大きくない場合は、力の大きさは前式の関係からずれてくる。一般の物体の重力を求める研究は、19世紀の数理物理学によって達成された。この段階で、重力場という概念が新しく導入され、物質が源となって重力の場を発生させ、他の物体はその重力場と作用することによって力を受けるという見方もされるようになった。質量の間に直接に力が働くという見方を遠隔作用論といい、重力場を通して力が働くという見方を近接作用論という。[佐藤文隆]

アインシュタインの一般相対性理論

1905年、アインシュタインによる電磁気学についての相対性理論が完成し、重力についても近接作用の見方による重力理論が必要となった。このようにしてニュートンの重力理論を含む、より一般的な理論の研究が出発した。1915年、アインシュタインによる一般相対性理論の提唱は、このような試みの最初の成果であった。この理論は、量子論的効果が重要でない古典的現象に対しては正確に適合することが種々の実験で検証されている。しかし、微視的あるいは超高エネルギー現象における重力現象は、アインシュタインの一般相対性理論だけでは不十分であると考えられている。
 現代の物理学は、重力、電磁気力、さらに原子核・素粒子現象で発見された強い相互作用、弱い相互作用の四つの基本的な力を認識している。そしてこれらの力を統一する試みがなされており、一部は成功している。新しい重力理論はこうした統一理論(統一場理論)の完成のなかで発見されると考えられている。[佐藤文隆]

重力質量と慣性質量

相対論的な近接作用の見方によれば、重力場を発生させる源、あるいは重力場と作用する結合係数の大きさとしての質量がある。この意味での質量を重力質量という。これは電場が電荷によって発生し、電場との作用がやはり電荷で決まるのと同じ見方である。相対論によれば質量はエネルギーと等価であるため、重力は光のような質量がゼロの粒子によっても生じるし、光は重力の作用をも受ける。
 質量のもう一つの意味は、一般に力を受けた場合、どんな加速度で動きだすかを決める慣性質量、つまり(力)=(慣性質量)×(加速度)という場合におけるものである。この慣性質量は、重力とは直接に関係していないように思えるが、どの物体についても重力質量と慣性質量の比が一定であるため、重力質量と慣性質量は同一のものとみなすことができる。これは慣性力と重力がまったく等価なものであるという考えを導き、この等価原理は一般相対性理論の根拠の一つとされている。[佐藤文隆]

無重量状態

地球の周りを回転している人工衛星のように、重力の作用だけで運動している物体に固定した系では、重力はつねにゼロになっている。この状態が無重量状態(無重力状態)といわれる。これは、重力と慣性力とが互いに完全に打ち消し合うためである。人工衛星の場合は、回転による遠心力という慣性力と重力とが互いに打ち消し合っている。また、自由落下する箱の系でも無重量になるが、この場合は落下の加速度運動による慣性力が重力と打ち消し合っている。宇宙ステーションのなかでは地上重力の100万分の1程度の無重力状態が実現できる。この微小重力のもとで、燃焼や表面張力による流体運動の実験、製薬や材料の開発、生物の成長や生理への影響の研究がなされる。[佐藤文隆]

地球と重力

地上における重力の大きさは地球の全質量によって決まっている。これによって引き起こされる加速度は、9.80m/s2で、重力加速度とよばれ、で表される。の値は、地球の回転、形が完全に球形でないこと、組成が完全に一様でないこと、などの理由で一定でなく、場所によって、わずかに異なる。
 地球の内部、山や海、大気などの現象は、すべて重力が支配的な役割を果たしている。たとえば、プレートテクトニクスや台風なども重力の影響下にある流体や気体が熱せられたときにおこる対流に起因し、また山の高さなども重力と物体の固さとの相互関係で決まっている。大気組成に水素が少ないのは地球の重力が小さかったからである。木星では水素もとらえるほどに重力が強いが、月では大気をとらえることができないほどに重力が小さい。
 地上の生物の構造や生理的機能も重力の大きさと密接に関係している。たとえば生物の姿勢を規定する要因の一つに重力がある。無重力の世界に浮遊している生物があるとすれば、その生物は重力の方向に対する傾斜も特別の形態も必要としないが、重力の世界に住む生物はまず重力に対する体軸の位置を決めなければならない。つまり生物の姿勢は重力に影響されるのである。重力環境にある人間が、宇宙飛行などで重力条件が変化した場合の生体への影響は未知の問題である。[佐藤文隆]
『山内恭彦・内山竜雄・中野董夫著『一般相対性および重力の理論』(1967・裳華房) ▽ペーター・G・ベルグマン著、谷川安孝訳『重力の謎――一般相対性理論入門』(1969・講談社) ▽M・ワシリエフ、K・スタニュコヴィチ著、金光不二夫訳編『重力と相対性理論』(1970・東京図書) ▽ジャヤント・V・ナーリカー著、中村孔一訳『重力――宇宙を支配する力の謎』(1986・日経サイエンス社、日本経済新聞社発売) ▽藤井保憲著『超重力理論入門』(1987・マグロウヒルブック) ▽藤井保憲著『「統一理論」――自然界の4つの力は統一できるか?』(1993・学習研究社) ▽菅野礼司著『力とは何か』(1995・丸善) ▽ハラルド・フリッチ著、桜山義夫訳『アインシュタイン vs ニュートン――曲がった時空をめぐって』(1999・丸善) ▽ハットフィールド編、リチャード・フィリップス・ファインマンほか著、和田純夫訳『ファインマン講義 重力の理論』(1999・岩波書店) ▽二間瀬敏史著『図解雑学 重力と一般相対性理論』(1999・ナツメ社) ▽藤本博巳・友田好文著『重力からみる地球』(2000・東京大学出版会) ▽山本義隆著『磁力と重力の発見3 近代の始まり』(2003・みすず書房)』

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世界大百科事典内の重力の言及

【相対性理論】より

… 特殊相対性理論が特殊と呼ばれるのは,考慮する座標変換が慣性系どうしの間のものに限られているからであるが,もっと一般的な座標変換まで取り扱う理論は15年になって発表され,一般相対性理論と名付けられた。これは,特殊相対性理論よりもさらに革新的な内容を含む重力の理論となるのであるが,この間の事情を理解する手始めとして,ニュートンの力学における慣性系に関して説明しておかなければならない。
【慣性系】
 慣性系とは,ニュートンの運動法則が成り立つ座標系のことである。…

【万有引力】より

…これを万有引力の法則といい,G=6.6720×10-11N・m2・kg-2は万有引力定数と呼ばれる定数である。Gがこのように小さいため,地上の物体相互間の万有引力は感知できないほど弱く,地球と地上の物体との間の万有引力をわれわれは重力(の主要部分)として感じている。万有引力は天体間の力の主役として,天文学ではきわめて重要である。…

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