ニュートンから重量キログラムへ——キログラムと表示する秤を読む
この換算がしていること
重量キログラムは、1 キログラムの質量が標準重力のもとで受ける下向きの引っ張りで、9.80665 ニュートンになります。この単位が存在するのは、メートル法の世界が物質をキログラムで量り、そのうえで重さを同じ量であるかのように語るからです。体重計、クレーンの能力表、リフトの銘板がキログラムで数値を示すとき、そこに印刷されているのは力であり、ニュートンの読みに 0.10197 を掛けると人が実際に認識する質量に戻ります。
地球を離れると別れる二つの単位
ニュートンはキログラムとメートルと秒から組み立てられ、特定の場所を参照する必要がありません。重量キログラムはキログラムを借りて、こっそり地球の重力を足しています。SI 単位でないのはそのためで、1000 キログラムのクレーン定格は本当は 9.81 キロニュートンの限界です。地球の反対側にある二つの実験室はニュートンを正確に共有しますが、重量キログラムを共有できるのは、両方が同じ惑星の上に立っているあいだだけです。
ニュートンから重量キログラムへの換算表
日常の定格や計測の背後にある力を両方の単位で並べました。まず上の行を見てください。立っているだけの人で、すでに数百ニュートンで床を押しています。
| ニュートン (N) | 重量キログラム (kgf) |
|---|---|
| 1 | 0.101971621298 |
| 10 | 1.01971621298 |
| 100 | 10.1971621298 |
| 500 | 50.9858106489 |
| 1000 | 101.971621298 |
| 9806.65 | 1000 |
| 10000 | 1019.71621298 |
秤がキログラムと言う理由
体重計の中にはばねかひずみゲージが入っているので、測っているのは力だけです。それでも目盛りがキログラムで印刷されているのは、それが人が欲しい数字だからです。力を 9.80665 で割ると質量に戻ります。同じ仕掛けが産業用のロードセル、油圧プレスの圧力計、市場の吊り秤にも入っています。どれも表示にひとつの割り算を焼き込んだ力の計器です。
キログラムの定格を力として読む
銘板に 500 キログラムとあれば、それは 4903 ニュートンの許容荷重を意味し、突風や衝撃はその静的な値を軽く超えていきます。数字を質量として扱うと、銘板は範囲内だと言い張っているのに、計算の上では過積載になるのです。まず定格をニュートンに直し、それから実際に加わると予想される力と比べてください。
よくある質問
力を測っているのに、なぜ秤はキログラムで表示するのですか？
表示に届く前に力を 9.80665 で割っているからです。これがニュートンから重量キログラムへの換算そのものです。計器は地球上でしか使われず、利用者は質量を求めている、という前提で作られています。その秤を月に持って行けば、6 分の 1 しか表示しません。
100 ニュートンは重量キログラムでいくらですか？
10.197 重量キログラムです。100 に 0.10197 を掛けるとその値になります。逆に言えば、100 ニュートンは 10 キロのスーツケースが机を押す力より少し大きい程度です。
キログラムと重量キログラムは何が違いますか？
キログラムは物質の量を表し、場所によって変わりません。重量キログラムは押す力を表し、場所によって変わります。1 重量キログラムはその質量が標準重力のもとで受ける引っ張りで、9.80665 ニュートンです。二つの数値が一致するのは地球上だけで、しかもここの重力がたまたまそうなっているからにすぎません。
重量キログラムは今も認められた単位ですか？
SI の一部ではありませんが、多くの国で取引に使うことは認められており、機器の銘板、タイヤの空気圧計、古い油圧のマニュアルからは消えません。日本の産業規格もこれを引用しており、トン重はその 1000 倍にすぎません。技術者は基本単位ではなく便利な単位として扱っています。
両方の単位が混ざったクレーン能力表はどう確かめますか？
比べる前に、すべての数値をニュートンへ直してください。ある半径での 2000 キログラムの定格は 19613 ニュートンなので、ニュートンで示された荷重ともひと目で比べられます。質量と力を直接並べてはいけません。両者の比は重力であり、置き忘れがちだからです。