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重力を知る

重力を知る

重力とは

空中で物を離すと、その物体は下へ落ちます。これは、その物体に重力が働いているからです。 よく「引力のため下に落ちる」という言い方をしますが、実際には地球は自転しているため、地球上の物体は引力だけでなく、遠心力の影響も受けることになります。 この二つの力、「引力」と「遠心力」を合わせた力を「重力」といいます。 重力には、「大きさ」と「方向」があります。 重力の方向は、物が落ちる方向、つまり下向きです。 また、重力の大きさは、加速度の大きさで表します。一般的に、重力による加速度(重力加速度)を単に重力といいます。

引力と遠心力を合わせた力を重力といいます。

遠心力は、赤道上が最大で、両極ではゼロになります。
遠心力の影響は、引力に比べて非常に小さい(約1/300)ため、私たちはあまり意識することはありません。

重力の単位

重力による加速度を単に重力ということが多く、「g」という記号で表します。 加速度の単位は一般的に「m/秒」ですが、重力の場合は落体の法則を発見した「ガリレオ・ガリレイ(1564~1642)」にちなんでGal(ガル)という単位であらわします。

1 Gal = 1 cm/秒
1 mGal = 10-3 Gal
1 μGal = 10-3 mGal = 10-6 Gal

単位の「mGal」「μGal」は、それぞれ「ミリガル」「マイクロガル」と読みます。

地球の重力値

 地球上の重力値は約980Galで、赤道上と極では、遠心力の影響で約0.5%の差があります。
 例えば、北極で50kgだった人が、赤道上で体重を量ると、50kgの約0.5%、250g減ったように量られます。 人の体重の場合には、喜ぶ人もいるかもしれませんが、物が「金」の場合だったら大きな損をしてしまうかもしれません。 そこで、このように物の重さを量る場合には、場所による重力の違いを補正して、地球上のどこでも同じ重さが量られるようにしています。

北極で50kgだった人が、赤道上で体重を量ると、250g減ったように量られます。   北極で50万ドルの金を購入し、赤道上で売ると、2500ドル損をします。

重力は高さによっても違い、1m高い場所(地球の重心から離れた場所)では約0.0003Gal重力が小さくなります。

重力の役割

社会活動における重力の役割

質量、力、トルク圧力といった物理量の計測は、その場所の重力の影響を受けます。 正確な物理量の測定にはその場所の重力値があらかじめわかっていることが必要です。 このほか、ある観測点の標準的な重力値からのずれを測定することで地下の質量構造を推定できることから、重力値は断層構造や地下資源の存在の推定などに活用されています。

位置の基準としての重力の役割

測量法第十一条には、「一 位置は、地理学的経緯度及び平均海面からの高さで表示する。」の記載があります。 GNSS測量でわかるのは、準拠楕円体からの高さである楕円体高のみです。 これを平均海面からの高さに直すためには、平均海面(=ジオイド)と準拠楕円体との位置関係の情報、すなわち、ジオイド高が必要となります。ジオイド高は重力のデータを積分して計算することができます。

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