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力の計算ツール

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力とは物体の運動を変化させるもので、ニュートンの運動の第二法則は、それを測定できる2つの量、すなわち動いている物質の量（質量）と、その速度がどれだけ速く変化するか（加速度）に結びつけます。質量をキログラムで、加速度をメートル毎秒毎秒で入力すると、この計算ツールは合力をニュートン（N）とポンド重（lbf）で返します。加速度を9.81 m/s²のままにすれば地球の重力下での物体の重さがわかり、独自の値を設定すれば推力やブレーキなど、あらゆる場面に対応できます。

計算ツールの使い方

  1. 1

    質量を入力する

    物体の質量をキログラム（kg）で入力します。

  2. 2

    加速度を入力する

    地球の重力には9.81 m/s²を、そのほかは適用する任意の加速度を使います。

  3. 3

    力を読み取る

    結果はニュートンとポンド重で即座に表示されます。

公式

ニュートンの運動の第二法則は、物体に働く正味の力がその質量と加速度の積に等しいことを述べています。

F = m × a

ここで:

  • F = 力。単位はニュートン（N）。1ニュートンは、1 kgを1 m/s²だけ加速させるのに必要な力です。
  • m = 質量。単位はキログラム（kg）。
  • a = 加速度。単位はメートル毎秒毎秒（m/s²）。

結果をポンド重に換算するには、ニュートンに0.224809を掛けます。

計算例

地球上で静止している質量70 kgの人には、9.81 m/s²の重力加速度が働きます。下向きの力、すなわちその人の重さは次のとおりです。

F = 70 kg × 9.81 m/s² = 686.7 N

ポンド重では 686.7 × 0.224809 ≈ 154.4 lbf となります。この70 kgは宇宙のどこでも変わらない質量ですが、686.7 Nは地球上に限った重さである点に注意してください。

クイックリファレンス

質量（kg） 加速度（m/s²） 力（N） 力（lbf）
1 9.81 9.81 2.20
10 9.81 98.1 22.05
70 9.81 686.7 154.37
1000 1 1000 224.81
5 2 10 2.25

よくある間違い

  • 質量と重さ。 質量（kg）は物質の量で、重さ（N）は重力がそれに及ぼす力です。月の重力は約1.62 m/s²なので、同じ質量でも月ではおよそ6分の1の重さになります。
  • 単位の混在。 F = m × a がニュートンになるのは、質量がkg、加速度がm/s²のときだけです。ポンド、グラム、フィートはまず換算する必要があります。
  • 正味の力だけ。 公式の F は正味の力（合力）です。複数の力が同時に働く場合は、代入する前にそれらをベクトルとして足し合わせます。
  • 向きが重要。 力はベクトルです。負の加速度（減速）は、運動の向きと反対向きの力を生みます。

よくある質問

物体に働く正味の力が、その質量と加速度の積に等しいことを述べる法則で、F = m × a と書きます。質量が大きくても加速度が大きくても、どちらも力を大きくします。

ニュートン（N）は力のSI単位です。1ニュートンは、1 kgの質量を1 m/s²で加速させるのに必要な力です。感覚的には、小さなリンゴ（約100 g）を重力に逆らって支えるのにおよそ1 Nが必要です。

ニュートンで表した力に0.224809を掛けると、ポンド重（lbf）になります。たとえば 100 N × 0.224809 ≈ 22.48 lbf です。この計算ツールは両方の単位を自動的に表示します。

入力した値は、結果の計算のためだけにサーバーへ送信されます。保存されたり共有されたりすることはありません。ステップごとのウィザードでは、値はステップ間でページのリンクにも含まれます。公開したくない数字が含まれるリンクの共有は避けてください。

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