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体積と重量の違いは?1分でわかる重量の計算、比重との違い、鉄の重量換算

物の重量は、体積によって変わります。体積が大きければ、重量も増えます。ただ、物の材料によって、同じ体積でも重量が変わります。今回は、体積と重量の違い、重量の計算、比重との違い、鉄の重量換算について説明します。※今回の記事は、単位体積重量(密度)や、比重について勉強するとスムーズに読めます。

単位体積重量とは?1分でわかる意味、一覧、土と水の値、記号、求め方

比重の単位は?1分でわかる意味、単位換算、密度の計算、Lとの関係

体積と重量の違いは?

体積とは、物が空間に占める大きさの量です。例えば、1m四方の鉄の塊があります。この体積は、

です。


重量は、質量に重力加速度をかけた値です。質量とは、物がもつ量そのものです。月と地球で、重力は違います。10.0kgの物を、地球で持ったとき、月でもったときは、重さの感じ方が違います(重力が違うからです)。


しかし、物がもつ量そのものは、変わりません。この量が、質量です。


さて、2つの材料を用意して、全く同じ体積としました。材料Aと材料Bの質量は、全く同じでしょうか。


答えは「違う」です。つまり、同じ体積でも、材料ごとに質量は変わります。これは、体積に応じた質量の値が違うからです。中身がスカスカのスポンジケーキと、果物や中身が沢山詰まったケーキでは、同じ大きさでも重さが違いますね。


「体積に応じた質量の値」を、「密度」といいます。密度は、下式で計算します。

また、体積と重量は、下記の関係があります。


・体積が大きくなるほど、重量は大きくなる(体積が小さくなるほど、重量は小さくなる)

・体積の大きさが2.0倍になると、質量も2倍になる(体積と質量は比例関係にある)。


密度は、材料によって値が決まっています。代表的な材料の密度を下記に整理しました。


他にも、建築では色々な材料を使います。他材料の密度は、下記の記事が参考になります。

コンクリートの比重は?鉄筋コンクリートとの違い、骨材、鉄筋の影響

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体積と質量の計算

物の質量は、下式で計算します。

密度は決まった値です。よって、体積の大きさを計算する必要があります。建築では、体積を

で計算することが多いです。

体積、重量、質量、比重、密度の違い

体積、重量、質量、比重、密度の違い、意味を下記に整理しました。

体積は下式で計算します。

Vは体積、Aは断面積、Hは高さです。四角形の断面積Aは、長さ×幅です。体積の求め方は、立体の形状で違います。


重量は、質量に重力加速度を掛けた値です。質量と意味が違うので注意してください。質量と重量の違いは、下記の記事が参考になります。

荷重と重量の違いは?1分でわかる違い、質量、重力加速度の関係


比重は下記の記事が参考になります。

比重の単位は?1分でわかる意味、単位換算、密度の計算、Lとの関係


なお、密度と単位体積重量は、ほぼ同じ意味です。密度については、下記の記事が参考になります。

単位体積重量とは?1分でわかる意味、一覧、土と水の値、記号、求め方


特に、比重と密度、重量と質量は似たような意味です。混同しないよう注意してくださいね。

鉄の重量の求め方

鉄の重量を計算します。下図の形をした鉄の断面積、質量を求めてください。長さは6.0mとします。

鉄の重量と体積

断面積は、

A=100×8×2+(200−8×2)×5.5=2612mu


密度は7.85t/m3(g/cm3)なので質量は、

w=2612×7.85=20504g/mm ⇒ 20.5kg/m


長さは6.0mなので、

W=20.5×6=123kg

です。

まとめ

今回は体積と重量について説明しました。意味が理解頂けたと思います。分かってしまえば簡単ですが、実は奥が深い内容です。特に、ややこしい用語が多く混同しやすいです。まずは体積と質量、密度の関係を覚えてください。色々な材料の密度を知り、質量を計算しましょう。下記の記事も併せて参考にしてくださいね。

荷重と重量の違いは?1分でわかる違い、質量、重力加速度の関係

単位体積重量とは?1分でわかる意味、一覧、土と水の値、記号、求め方

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