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5分でわかる重力!仕組み、引力や時間との関係、発見の歴史を簡単に解説!

ホンシェルジュ

おそらくほとんどの人が知っているであろう「重力」。しかし実際にどんな仕組みで、どんな力なのか説明できる人は少ないのではないでしょうか。今回はその原理と、引力・遠心力・時間との関係、発見の歴史などをわかりやすく解説していきます。あわせておすすめの関連本もご紹介するので、ぜひチェックしてください。

重力とは何なのか。原理をわかりやすく解説

重力とは、地球上で物体が地面に引き寄せられる力のことで、言い換えれば、重さの原因を作っている力のことです。

物体同士が引っ張り合う力である「引力」と混同されることもありますが、実際には異なります。地球は自転をしているので、地球上にある物体は引力に加えて遠心力の影響も受けています。この遠心力と引力を合わせた力を重力と呼ぶのです。

実は17世紀まで、物体の大きさと重力の強さは比例し、物体が大きければ大きいほど重力も強いと信じられていました。この考えは、古代ギリシャの哲学者、アリストテレスが唱えたものです。そして長い間支持されていたその常識を覆したのが、イタリアの科学者ガリレオ・ガリレイです。

物体の落下速度が異なる原因は空気抵抗にある、ということを実験で明らかにしました。真空中では100キロの鉄も1グラムの羽毛も同じ速度で落ちることを証明したのです。

 

重力、引力、遠心力の関係と仕組み。なぜ地球と月はぶつからないのか

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先述しましたが、引力とは物体と物体が引き合う力、重力は引力に遠心力が加わった力です。中心に向かって引きつけられる引力に対し、遠心力は中心から遠ざかろうとします。

たとえば水の入ったバケツを振り回した時に、バケツが逆さまになっても水がこぼれないのは、水にかかる重力よりも遠心力の方が勝っているためです。

では、地球の周りを回っている月はなぜ地球に落ちてこないのか、疑問に思ったことはありませんか?まずはボールを地面と水平方向に投げた時のことを想像してみましょう。投げられたボールは、ある程度の距離を飛んだら地面に落ちます。では、ボールを投げるスピードをとても速くしてみたらどうでしょうか?ボールは長い距離を飛び、ずっと先で地面に落ちます。

地球は丸いです。遠くから見ると、地面も曲がっています。もしボールが地面に落ちるよりも前に、地球の地面が曲がっていたらどうなるでしょう?ボールは落ちても地面につくことはありません。

実は月も同じことです。月は地球に向かって「落ち続けている」ものの、地球にぶつかることはありません。このような運動を「円運動」といいます。円運動をする物体は、円の中心に向かって力を受けており、地球の場合はこれが「重力」にあたります。つまり月は、地球の重力を受け、地球に落ち続けているものの、ぶつかることはなく地球の周りを回っているのです。

 

重力と時間の関係性

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