標準重力

標準重力加速度あるいは標準自由落下加速度は、単に標準重力とも呼ばれ、 $ɡ 0$ または $ɡ n$ で表記され、地球の表面近くの真空中にある物体の公称重力加速度である。これは、標準では9.806 65 m/s ² (約32.174 05 ft/s ² )と定義されている定数である。この値は、第 3 回国際度量衡総会(1901 年、CR 70)で確立され、物体の標準重量をその質量とこの公称加速度の積として定義するために使用された。^[1]^[2]地球の表面近くの物体の加速度は、重力と地球の自転による遠心加速度(ただし、後者はほとんどの場合無視できるほど小さい) の複合効果によるものであり、合計 (見かけの重力) は赤道よりも極で約 0.5% 大きくなる。^[3]^[4]

$ɡ という$ 記号は標準重力を表すために使用されることもありますが、接尾辞のない $ɡ は$ 、地球上の位置に応じて変化する局所重力と遠心加速度による局所加速度も意味します (地球の重力を参照)。 $ɡ$ という記号を、万有引力定数 $G$ やグラムを表す記号 gと混同しないでください。 $ɡ は$ 、あらゆる形式の加速度の単位としても使用され、その値は上記のように定義されます。

$上記で定義されたɡ 0$ の値は、もともと測地緯度45° の海面での自由落下中の物体の加速度に基づいた、地球上の名目上の中間値です。地球上の実際の自由落下加速度は場所によって異なりますが、上記の標準数値は常に計量目的で使用されます。特に、これはキログラム力とキログラムの比であるため、一貫したSI 単位で表した場合の数値は、2 つの力の単位であるキログラム力とニュートンの比になります。

歴史

国際度量衡委員会(CIPM) は設立当初から、水の沸点を用いて標準温度目盛りの定義を進めていました。沸点は大気圧によって変化するため、CIPM は標準大気圧を定義する必要がありました。そこで、760 mm の水銀柱の重量に基づく定義を選択しました。しかし、その重量は地域の重力に依存するため、標準重力も必要になりました。1887 年の CIPM 会議では、次のように決定されました。

この標準重力加速度の値は、国際事務局（ブルトゥイユ・パビヨン横）の重力加速度を、海面で緯度45°に変換するために必要な理論上の係数1.0003322で割った値に等しい。^[5]

標準重力の数値を得るために必要なのは、国際事務局で重力の強さを測定することだけだった。この仕事はフランス陸軍地理局のジルベール・エティエンヌ・デフォルジュに与えられた。彼が1888年3月と4月に行われた測定に基づいて見つけた値は、9.80991(5) m⋅s ⁻²であった。^[6]

この結果は、今日でも標準重力として使用されている値を決定するための基礎となりました。1901 年に開催された第 3 回国際度量衡総会では、次のような決議が採択されました。

国際度量衡局が地球の重力による標準加速度として採用している値は980.665cm/s2であり^、この値はすでにいくつかの国の法律で定められている。^[7]

$ɡ 0$ に採用された数値は、1887 年の CIPM 宣言に従って、デフォルジュの結果 (当時流行していたcgsシステムでは980.991 cm⋅s ⁻²⁾を 1.0003322 で割ることによって得られましたが、結果の不確実性を考慮して、必要な桁数を超えてはなりませんでした。

コンバージョン

参照

参考文献

^ Taylor, Barry N.; Thompson, Ambler 編 (2008 年 3 月)。国際単位系 (SI) (PDF) (レポート)。米国国立標準技術研究所。p. 52。NIST 特別出版物 330、2008 年版。
^ 国際単位系（SI）（PDF）（第8版）。国際度量衡局。2006年。142～143頁。ISBN 92-822-2213-6。
^ Boynton, Richard (2001). 「質量の正確な測定」(PDF) . Sawe Paper No. 3147 . アーリントン、テキサス州: SAWE, Inc. 2007-02-27 のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2007-01-21に取得。
^ 「天文学に興味がありますか?」コーネル大学、2007 年 6 月閲覧
^ テリー・クイン (2011)。人工物から原子へ: BIPM と究極の測定標準の探求。オックスフォード大学出版局。p. 127。ISBN 978-0-19-530786-3。
^ M. Amalvict (2010)。「第12章佐久間明彦博士時代のフランス・セーヴルBIPMにおける絶対重力測定」。Stelios P. Mertikas (編)。重力、ジオイド、地球観測：IAG委員会2：重力場。Springer。pp. 84–85。ISBN 978-3-642-10634-7。
^ 「第3回CGPM決議（1901年）」BIPM 。 2015年7月19日閲覧。

[1] Taylor, Barry N.; Thompson, Ambler 編 (2008 年 3 月)。国際単位系 (SI) (PDF) (レポート)。米国国立標準技術研究所。p. 52。NIST 特別出版物 330、2008 年版。

[2] 国際単位系（SI）（PDF）（第8版）。国際度量衡局。2006年。142～143頁。ISBN 92-822-2213-6。

[Boynton-3] Boynton, Richard (2001). 「質量の正確な測定」(PDF) . Sawe Paper No. 3147 . アーリントン、テキサス州: SAWE, Inc. 2007-02-27 のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2007-01-21に取得。

[4] 「天文学に興味がありますか?」コーネル大学、2007 年 6 月閲覧

[5] テリー・クイン (2011)。人工物から原子へ: BIPM と究極の測定標準の探求。オックスフォード大学出版局。p. 127。ISBN 978-0-19-530786-3。

[6] M. Amalvict (2010)。「第12章佐久間明彦博士時代のフランス・セーヴルBIPMにおける絶対重力測定」。Stelios P. Mertikas (編)。重力、ジオイド、地球観測：IAG委員会2：重力場。Springer。pp. 84–85。ISBN 978-3-642-10634-7。

[7] 「第3回CGPM決議（1901年）」BIPM 。 2015年7月19日閲覧。