円柱の質量・重量の求め方｜計算式・鉄・パイプ別に解説
この記事の要点
円柱の質量は「半径×半径×円周率×高さ×密度」で求めます。
質量＝体積×密度で算定します。
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円柱の質量は「半径×半径×円周率×高さ×密度」で求めます。
質量＝体積×密度で算定します。
円柱の体積は「円の面積（半径×半径×円周率）×高さ」ですね。
密度は円柱を構成する材料の種類で変わります。
鉄の密度は約7.85g/cm3、水の密度は約1g/cm3のように、体積が同じでも密度により質量が変わる点に注意しましょう。
今回は、円柱の質量の値と求め方、鉄、パイプの重量計算について説明します。
質量と体積の関係、パイプの質量計算は下記が参考になります。
体積と質量の違いは？1分でわかる違い、意味、密度、重量との関係
丸パイプの重量計算方法｜外径・肉厚から計算する手順と丸棒・角パイプとの比較
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円柱の質量は？
円柱の質量は
・半径×半径×円周率×高さ×密度
で求めます。質量＝体積×密度で算定します。下図をみてください。円柱の体積は「円の面積×高さ＝半径×半径×円周率×高さ」で求めます。
質量は体積と密度の掛け算なので、体積が同じ（円柱の形状が同じ）だとしても、円柱の材料に応じて質量の値も変わります。質量と体積の関係は下記が参考になります。
体積と質量の違いは？1分でわかる違い、意味、密度、重量との関係
鉄の質量計算は？
鉄の質量は7.85×体積で求めます。前述したように質量＝体積×密度です。鉄の密度は約7.85g/cm3なので、質量＝体積×密度＝7.85×体積になりますね。鉄の比重の詳細は下記をご覧ください。
パイプの質量計算は？
パイプ（丸パイプ）の質量は「密度×丸パイプの断面積×丸パイプの長さ」で求めます。下図を見てください。丸パイプは中空の断面です。
よって、丸パイプの断面積は「外形の円の断面積－内径の円の断面積」で求めます。丸パイプの重量計算は下記も参考になります。
丸パイプの重量計算方法｜外径・肉厚から計算する手順と丸棒・角パイプとの比較
混同しやすい用語
質量
物体の量そのものを表す値で、単位はkg。
「密度×体積」で求めます。
場所が変わっても質量は変わりません。
重量
物体に作用する重力の大きさで、単位はN（ニュートン）。
質量×重力加速度（9.8m/s2）で求めます。
密度と比重
密度は単位体積あたりの質量（g/cm3など）で、比重は水の密度に対する割合の無次元値です。
鉄の密度は約7.85g/cm3です。
円柱の質量を整理した表を示します。
| 項目 | 内容 | 備考 |
|---|---|---|
| 円柱の質量 | 質量＝体積×密度 | 半径2×π×高さ×密度 |
| 鉄の密度 | 約7.85 g/cm3 | 鉄・鋼材の質量計算に使用 |
| パイプの質量 | 密度×中空断面積×長さ | 外円面積－内円面積で計算 |
まとめ
今回は、円柱の質量について説明しました。円柱の質量は「半径×半径×円周率×高さ×密度」で求めます。質量＝体積×密度なので、円柱の体積に密度を掛け算すればよいですね。質量と体積の関係、円柱の体積の求め方など下記も参考になります。
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意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。
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- 2017年12月に当HPが書籍化。
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