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質量とは、物体が有する物質の量のことを意味します。物質とは、手で触れることができる一定の量をもつものです。一般に、質量は大きさによって変わりますが、大きいものが常に質量も大きいというわけではありません。たとえば、風船は体積は大きいものの、質量は大きくはありません。この記事では質量を求める方法を紹介します。

パート 1
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密度と体積から質量を求める

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    物体の密度を調べる 密度は対象とする物体の混み合いの程度を表します。物質はそれぞれ異なる密度の値を持っています。詳しい数値はインターネットや教科書を参照しましょう。密度の単位はキログラム毎立法メートル( kg/m3)ですが、小さな物体に対してはグラム毎立法センチメートル( g/cm3)を使うこともあります。
    • 単位を変換するときは次の式を使いましょう。1000kg/m3=1g/cm3
    • 液体の密度はしばしばキログラム毎リットル(kg/L)やグラム毎ミリリットルで表されます。次の単位は同じ密度の大きさを表しています。1kg/L=1g/mL
    • :ダイヤモンドの密度は3.52g/cm3です。
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    物体の体積を測る 体積はある物体が空間でどれだけの場所を占めるかを表す度合いです。固体の体積は立法メートル(m3)や立法センチメートル(cm3)で表します。液体の体積はリットル(L)やミリリットル( mL)で表します。体積を計算する式は、立体の形によって決まっています。一般的な立体の体積を求める方法は、インターネットで検索してみましょう。
    • 体積の単位は、密度の単位に使われている単位を使いましょう。
    • :ダイヤモンドの密度の単位はg/cm3だったので、ダイヤモンドの体積はcm3で表します。ここでは、体積5000cm3のダイヤモンドについて考えてみましょう。
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    体積と密度を掛け合わせる 2つの値を掛け合わせると、物体の質量を求めることができます。[1] ここで、与えられた数字の単位を確認します。答えに質量の単位(キログラムやグラム)をつけましょう。
    • :ダイヤモンドの体積は5000cm3で、密度は3.52g/cm3です。ダイヤモンドの質量を求める式は、次のようになります。5000cm3x3.52g/cm3=17600g
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パート 2
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理科の質量を求める問題を解く

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    力と加速度から質量を求める ニュートンの運動の第2法則により、物体の加速度は、加えた力に比例し、その質量に反比例します。式はF=maで表されます。物体の合力と加速度がわかっている場合、質量を求めるために、式をm=F/aと変形できます。
    • 力はN(ニュートン)で表されます。また、(kg・m)/s2で表すこともできます。加速度の単位はm/s2で表されます。力Fを加速度aで割ると、単位が約分されて、キログラム(kg)で表される質量が求まります。[2]
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    質量と重さを理解する 質量とは物質の動きにくさの度合いです。これは物体の一部分を切り離したり、新たに物体をくっつけたりしない限り、変化しません。重さは物体に作用する重力の大きさです。(たとえば、地球から月へ移動したときのように)物体を重力の異なる場所へ移すと、重さは変わりますが、質量は変わりません。[3] [4]
    • 同じ重力の場所で質量の異なる物体があるとき、質量の大きな物体の方が、質量の小さな物体よりも、重さは大きくなります。
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    モル質量を計算する 化学の宿題をするときに、「モル質量」という用語に出くわすことがあります。これは質量に関連した考え方ですが、物体を測定せずに、正確に1モルの物体の質量を求めることができます。よく使われるモル質量の計算方法を、以下に紹介します。[5]
    • 元素のモル質量を求める場合、元素もしくは化合物の原子量を調べましょう。原子量は原子の質量と1u(uは統一原子質量単位)との比です。原子量にモル質量定数1g/molを掛けると、グラム毎モル(g/mol)の単位のついたモル質量を表すことができます。
    • 化合物のモル質量を求める場合、化合物中のそれぞれの原子の原子量を足して、分子量を求めます。そして、分子量に1g/molを掛けましょう。
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パート 3
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天秤で質量を測る

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    三桿秤を使う 天秤は物体の質量を計算するときに広く使われている装置です。天秤には3本の棹がついています。この棹に重りが載っています。[6] この棹についている重りの動きを見ることで、質量がわかります。[7]
    • 三桿秤は重力の影響を受けません。したがって、正確な測定値の質量を知ることができます。天秤は質量のわかっている物体とわからない物体を比べることで、測定したい物体の質量がわかるという仕組みになっています。
    • 中央の棹は100gの増加を示します。奥の棹は10gの増加を示します。質量を示す目盛りまで、重りを動かしましょう。手前の重りは0gから10gまでの増加を表します。
    • この天秤を使うと、とても正確な測定値で質量を測ることができます。三桿秤の誤差はたったの0.06gです。三桿秤の動きはシーソーの仕組みに似ています。[8]
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    3つの滑動部を左端に動かす この操作は、皿に何も載っていない状態で行いましょう。天秤の表示をゼロにします。
    • 右端の表示器が、固定された印と一直線になっていない場合、皿の左下にある止めねじを回して天秤の目盛りを調整しましょう。
    • これは空の皿の重量を正確に0.000gにして、質量を読み取るときに値がずれないようにするために必要な操作です。容器や皿の重さは風袋と呼ばれます。
    • 皿の下のつまみを回して、ねじの出し入れを調節することで、皿の重さをゼロにすることもできます。ここでも、天秤の表示は正確にゼロにしましょう。皿の上に測定する物体をおきます。これで棹についている重りを動かして、物体の質量を測る準備ができました。
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    棹についた重りを一度に一つずつ動かす はじめに、100gの増加を示す重りを棹に沿って動かしましょう。固定された印の下に表示器が落ちるまで、重りを動かします。表示器の左側が質量の百の位を表す位置になります。重りは一度に一つずつ動かしていきましょう。
    • 10gの増加を示す重りを、棹に沿って右に動かしましょう。固定された印の下に表示器が落ちるまで、重りを動かします。表示器のすぐ左側の刻み目が質量の十の位を表します。
    • 手前の棹には刻み目はありません。重りは棹の上を自由に動かすことができます。棹に表示された太字体の数字はグラムを表しています。カチッと音が鳴った位置の太字体の数字が、0gから10gまでの質量を示します。
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    質量を計算する これで皿の上に置いた物体の質量を求める準備ができました。3本の棹から読み取った数値を足して、質量を求めましょう。
    • 定規で測るときと同様にして、目盛りの間の数値まで読み取ります。小数第2位の値まで読み取りましょう。
    • :ソーダの缶を測ってみましょう。奥の重りが70g、中央の重りが300gを示しています。そして、手前の棹の重りは3.34gです。3つの数値を足すと、ソーダの缶の質量は373.34gになります。
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ポイント

  • 質量の記号は「m」または「M」です。
  • 体積と密度がわかっている場合、インターネット上で、質量を求める計算機を使うことができます。[9] [10]
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注意事項

  • 質量を測るときにポンドやオンスを使ってはいけません。これらは重さの単位であり、科学実験における質量の単位としては使われません。一般的にポンドやオンスを使用する米国では、「スラグ」(ヤード・ポンド法の英国重力単位系(BG)における質量の単位)が質量の単位として使用されます。[11]
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このwikiHow記事について

Sean Alexander, MS
共著者 ::
家庭教師
この記事の共著者 : Sean Alexander, MS. ショーン・アレキサンダーは家庭教師サービス「Alexander Tutoring」の経営者です。同サービスでは数学と物理を中心とした個別指導を提供しています。家庭教師として15年以上の経験があり、スタンフォード大学、サンフランシスコ州立大学、そしてスタンブリッジアカデミーでは数学と物理の講師を務めていました。カリフォルニア大学サンタバーバラ校にて物理学の学士号を、サンフランシスコ州立大学にて理論物理学の修士号を取得。 この記事は1,526回アクセスされました。
カテゴリ: 科学・技術
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