「引力」と「重力」の違い。それぞれの意味や使用例を解説します！

惑星の重力のイメージ写真 自然
2023.07.12

「引力」と「重力」の違い

「引力」と「重力」は、ともに物質間の力を表す物理学の用語ですが、その言葉定義は異なります。

引力は、ニュートンの万有引力の法則から来ており、全ての物体が一定の力で互いに引きつけることを指します。万有引力の法則では、2つの物体間の引力はそれらの質量の積に比例し、それらの間の距離の二乗に反比例すると定められています。

この引力は、宇宙のあらゆる規模、つまり惑星間から銀河間までの範囲で働きます。したがって、「引力」は一般的な概念で、宇宙のどの2つの物体間でも存在します。

一方、重力は特殊な形式の引力であり、地球などの大きな物体が近くの小さな物体（例えば、私たち自身や私たちが持っている物体）に及ぼす力を指します。

地球の重力は地表で物体を地面に引き付け、その結果として物体は「重さ」を持つように感じます。言い換えれば、重力は特定の天体（地球、月、他の惑星など）の表面近くで小さな物体に対して働く力です。

したがって、重力は引力の特殊なケースであり、地球や他の天体の表面近くでの現象に対して一般的に使用されます。一方、引力はより一般的な概念で、宇宙の全ての物体間の力を指します。

それぞれの意味

「引力」の意味

「引力」は物体間に存在する力で、全ての物体が互いに引き付け合うというニュートンの万有引力の法則から派生しています。以下にその主な特性と概念について詳しく説明します。

  • 万有引力の法則：アイザック・ニュートンは17世紀に万有引力の法則を提唱しました。これによれば、2つの物体間の引力は、それらの質量の積に比例し、それらの間の距離の二乗に反比例します。つまり、質量が大きいほど強い引力が生じ、距離が遠いほど引力は弱くなります。
  • 万有引力定数：万有引力の法則を数式で表す際には「万有引力定数」が用いられます。これは2つの1キログラムの物体が1メートルの距離にあるときに働く力を表しています。
  • 普遍性：引力は宇宙のどの2つの物体間でも働きます。地球と月の間、地球と太陽の間、私たちと私たちが持っている物体の間でも引力は働いています。これは引力の普遍性を表しています。
  • 引力の向き：引力は常に2つの物体を直接結ぶ線上で働き、物体を互いに引き寄せる方向に働きます。
  • 重力との関係：引力は一般的な概念で、物体間の相互作用を説明します。一方、重力は特殊な形式の引力であり、地球などの大きな物体が近くの小さな物体に及ぼす力を指します。
  • 一般相対性理論と引力：アルバート・アインシュタインの一般相対性理論は、引力を物体が時空の曲がりを作り出す結果として説明します。大きな質量の物体は周囲の時空を曲げ、その曲がりに従って他の物体が動くという形で引力が発生します。

以上のように、「引力」は物体間に働く相互作用を表す基本的な物理学の概念であり、天体間の運動から地球上の日常生活まで、さまざまなスケールでの現象を理解するための鍵となります。

「重力」の意味

「重力」は、地球や他の天体が近くの小さな物体に及ぼす引力を指します。以下に、その主要な特性と概念について詳しく説明します。

  • 質量と加速度：重力は、物体の質量と重力加速度の積として計算されます。地球上では、重力加速度はおおよそ9.8 m/s²とされています。この値は地球上の位置により少し変わることもあります（例えば、極と赤道では値が異なります）。したがって、物体の重力（または重さ）はその質量に9.8 m/s²をかけたものとなります。物体の質量が増えると、その重力も増えます。
  • 下向きの力：重力は地球の中心に向かって作用します。これにより、物体は「下」に引き付けられると感じます。これが重力が「下向きの力」であるとされる理由です。
  • 重力ポテンシャルエネルギー：地球の表面から物体を高く持ち上げると、その物体は「重力ポテンシャルエネルギー」を蓄えます。これは物体が落下するときに開放できるエネルギーの量を表します。
  • 等加速度運動：空気抵抗が無視できる場合（例えば、真空中で）、すべての物体は地球の表面に向かって等しい加速度（9.8 m/s²）で落下します。これはガリレオ・ガリレイによって発見された有名な原理で、彼のピサの斜塔での実験で広く知られています。
  • 一般相対性理論と重力：アインシュタインの一般相対性理論では、重力は物体が時空の曲がりを作り出す結果として説明されます。大きな質量の物体は周囲の時空を曲げ、他の物体がこの曲がりに従って動くという形で、重力が発生します。
  • 万有引力定数：重力はニュートンの万有引力の法則に基づいて計算されることもあります。この法則では、2つの物体間の重力は、それらの質量の積に比例し、それらの間の距離の二乗に反比例すると定められています。この計算では、「万有引力定数」という値も使用されます。

以上のように、「重力」は物体が地球や他の天体に引き付けられる現象を表す物理学の基本的な概念であり、私たちの日常生活において様々な形で影響を及ぼしています。

「引力」と「重力」の使い方・使用例

「引力」の使用例

  • 地球と月の間には引力が働いています。
  • ブラックホールの引力は非常に強力で、光さえも逃げられません。
  • 惑星の軌道は太陽への引力によって決まります。
  • 万有引力の法則によると、物体の質量が大きければ大きいほど、その引力も大きくなります。
  • 引力は物体間の距離が離れるにつれて減少します。

「重力」の使用例

  • 重力により、ボールは地面に落ちました。
  • 彼は重力を利用して、山を下りました。
  • 重力の影響を受けずに空を飛ぶことは不可能です。
  • 月の重力は地球の重力の約1/6です。
  • 一般相対性理論では、重力は時空の曲がりとして表されます。

「引力」と「重力」に似た言葉

  • 万有引力 (ばんゆういんりょく): あらゆる物体が互いに引きつけ合う力のこと。ニュートンの万有引力の法則によって説明される。
  • 重力加速度: 重力によって物体が加速される度合い。地球上では約9.8m/s²とされる。
  • 質量 (しつりょう): 物体が持つ物質の量。質量が大きいほど引力も強くなる。
  • 浮力 (ふりょく): 液体や気体が物体に対して働く、上向きの力。浮力が物体の重力よりも強いとき、物体は浮く。
  • 磁力 (じりょく): 磁石や電流が発生する力で、引力と斥力の両方がある。磁石の北極と南極が引きつけ合うのが磁力の引力の側面。

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