重さとは何ですか?

重さ $W$‍ とは重力 $F_g$‍ による力のもう一つの名前にすぎません。重さは力であり，地球の近くにある全ての物体に作用します。地球は全ての物体を重力によって地球の中心に向かって引っ張っています。重力による力の大きさは物体の質量 $m$‍ に重力による加速度 $g=+9.8{\displaystyle \frac{\text{m}}{{\text{ s}}^2}}$‍ をかけたものとして求めることができます。

この重力による力 $F_g=mg$‍ (または「重さ」) は地球によってすべての物体に作用しています。それは物体が動いているかどうかや，それらの物体に力が作用しているかいないかには関係ありません。言いかえれば，大きさ $mg$‍ の重力による力が地球近くの全ての物体に下向きに作用しています。これは物体が落下中であろうが，ある角度で飛行中であろうが，テーブルの上に静止していようが，エレベータの中で上方向に加速していようが関係なく作用しています。これらの物体の加速には他の力も働いているかもしれません。しかし，重力による力は常に存在しています。

はい，重さと質量は違うものです。重さ $W$‍ とは重力 $F_g$‍ がある物体に作用する力のことです。質量 $m$‍ は物体の慣性を測るものです (つまり，それが速度の変化にどれだけ抵抗するかです)。これらの間には関係はあります。なぜなら，$W=mg$‍ によって大きな質量には大きな重さがあるからです。たとえば，$2\text{kg}$‍ の質量は $W=(2\text{ kg})(9.8{\displaystyle \frac{\text{m}}{{\text{ s}}^2}})=19.6\text{ N}$‍ の大きさの重さを持ちます。

ある物体が地球から遠く離れると，その物体の重さは変わります。あるいは別の惑星の上に置かれるとその物体の重さは変わります。なぜなら，その物体にかかる重力が変化するからです。しかしながら，その物体の質量は変化しません。質量はその物体が地球上にあるか，宇宙空間にあるか，または月の上にあるかどうかに関係なく，同じままです。

多くの人たちは質量と重さを混同しがちです。質量の単位は $\text{kg}$‍ ですが，重さは力なので $\text{N}$‍ の単位を持つことに注意して下さい。

$4,500\text{ kg}$‍ の質量を持つ飛行機が離陸中で，空中を前方に上向きに加速しています。飛行機には $6,700\text{ N}$‍ のエンジンからの力が運動の方向にかかっていて，$4,300\text{ N}$‍ の空気抵抗もあります。

重力による力は，他の力や加速度にかかわらず，常に $mg$‍ です。そのため，飛行機にかかる重力による力 (重さ) は単純に次の式を使って求めることができます。

あるマルミミゾウの重さは $25,000\text{ N}$‍ です。

重さとは重力による力 $mg$‍ を言うもう一つの言葉です。式 $W=F_g=mg$‍ を使って質量について解くことができます。