構造設計に関すること

構造設計者なら知っておきたい、重力とは何か?

ほとんどの物には必ず重量があります。重量は、物質の質量×重力加速度9.81をかけた値で、N(ニュートン)という単位で表します。

ニュートンとは、著名な物理学者アイザックニュートンにちなんで、その名がつけられました。真実は明確ではないそうですが、リンゴが落ちて重力の着想を得た話は有名です。

大人が読みたいニュートンの話 (B&Tブックス)

 

ということで今回は、重力の話をしたいと思います。

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リンゴは落ちない。リンゴは引っ張られている。

このニュートンさん、凡人と違うなぁと思うところは、彼はリンゴが落ちたのではなく引っ張られたと解釈したそうです。

そして空を見上げて地球に月が落ちてこないのは、地球よりも大きな何かに引っ張られているからではないか?と考えました。

 

当時、惑星が太陽を回り続けていることは、天体観測で知られていましたが、なぜ回り続けられるのかがわかっていませんでした。

それを解決したのが先ほどの引張る力で、太陽という非常に大きな惑星にその他の惑星が引張られているからだと考えたそうです。

 

これを再現するのは簡単で、紐の先端に重りを付けて円を描くように回してみます。すると、紐はたわんだりゆるんだりすることなく、ピンと張った状態になるはずです。

これは紐に引っ張る力が作用していると同じことだと言えます。

 

つまり、月が地球に落ちないのは、太陽の引力に月ごと引張られているからで、リンゴが地面に落ちたのは地球の引力に引っ張られたからです。

この万物の間に働く力を『万有引力の法則』と名付け、万有引力を我々は一般的に重力と言っています。

 

万有引力の法則で、惑星の重さを知ることができた。

またニュートンは惑星の質量と引力は比例することを数学的に導くことに成功しました。そして様々な惑星の質量が現代では計算されています。

地球は6.0×10^24kgで、、木星は1.9×10^27kg、太陽は2.0×10^30kgという途方もなく大きな数字です。

 

惑星の質量に引力も比例することから、地球の重力を1Gとすれば、木星は2.37Gと逆算できるそうです。

これは、地球で設計する建物の2.37倍の重力に耐えうる部材が必要となります。ちなみに、太陽は28Gと、他の惑星の一ケタ違う大きな引力を持っています。

 

ものすごく専門的な話でもありませんので、一般の方と話す機会があるときや、話のネタの引き出しに、頭の片隅に覚えてもらえたらと思います。

 

まとめ

  • リンゴは落ちない。リンゴは引っ張られている。
  • 万有引力の法則で、惑星の重さを知ることができた。

世界の伝記シリーズ、小学生のとき良く読んだなぁ・・・。マンガだから頭に入りやすいんですよね。

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