皆さんは万有引力を感じて生きていると思います。とても身近な力といっても過言ではないでしょう。
しかし、万有引力というのは、未だによくわかっていない力でもあります。
今回はそんな万有引力について紹介していきたいと思います。
万有引力は何者なのか
万有引力というのは、文字通り”質量をもつ物体の間に作用する引力“です。
数式であらわすと$$F=G\frac{Mm}{r^2}$$
であらわすことができます。G(万有引力定数)と呼ばれるものの値は約6.67×10^-11です。
なので、もし60kgの人間二人が1m離れたときに引き合う力は
$$F=2.4012×10^{-7}(N)$$
です。
とても小さい力です。実は万有引力(重力)というのは、ほかの力と比べてとても弱いです。
自然界には４つの力(強い力、弱い力、電磁気力、重力)あるのですが、重力はその中でもダントツで弱いです。
万有引力(重力)について現在わかっていること
実はあまりよくわかってないです。
先程数式であらわした式は我々人間の住むスケールでは成り立つのですが、ミクロ(素粒子など)の大きさでは、成り立つかどうかわかっていません。
今の段階では４つの力のうち２つ(電磁気力、弱い力)は同じ理論で説明できます。
今はここに強い力、重力を加えた理論を作ろうとされています。それほど、重力というものがなにかを正確にはわかっていません。
身近なもので万有引力(地球の重力)の値を導きだしてみる
一番簡単な方法としては、物を落とすことです。
$$h=\frac{1}{2}gt^2(h:高さ g:重力の大きさ)$$
と表すことができます。なので物を落とす高さを固定して、落ちている時間をはかり、上の式に代入すればgが出てきます。
ほかの方法としては振り子の周期の式で$$T=2\pi\sqrt\frac{l}{g}(l:紐の長さ)$$というのがあります。これだと周期をはかり、上の式に代入すればgが出てきます。
下の記事で振り子について解説しています。
また、月の重力は地球の重力の1/6といわれていますので、どちらのやり方もはかる時間が伸びます。
最後に
今回は万有引力(重力)について紹介しました。
重力というのは、あまりよくわかっていません。もし、興味を持った方や自分で解明したいと思う方はぜひ、物理学の道を歩んでください。
