物理学
重力加速度の物理的性質と定義
重力加速度の定義、物理的な算出方法、標準重力加速度の基準、および単位としてのGについて解説する百科事典記事。
📌 主なポイント
- ✓重力加速度は、物体が重力のみを受けて落下する際の加速度である。
- ✓標準重力加速度は正確に 9.80665 m/s² と定義されている。
- ✓天体の重力加速度は、その天体の質量と半径によって決定される。
重力加速度（じゅうりょくかそくど、英: gravitational acceleration）は、物体が重力のみを受けて運動する際に生じる加速度である。物体を自由落下させた際、その速度が単位時間あたりにどれだけ増加するかを示す物理量として定義される。等価原理に基づき、重力のみが作用する環境下では、物体の質量にかかわらず落下加速度は一定となる。
物理的な算出
球対称な天体を想定し、自転の影響を無視する場合、天体の質量をM、半径をR、万有引力定数をGとすると、地表付近の重力加速度gは以下の式で表される。
ベクトル表記では、半径方向の単位ベクトルをerとして次のように記述される。
実際の天体では自転による遠心力が加わるため、緯度φや自転の角速度ωを考慮した補正が必要となる。
標準重力加速度
地球上の重力加速度は場所や高度によってわずかに異なるため、国際的に統一された基準として標準重力加速度（g0またはgn）が定められている。1901年の国際度量衡総会において、その値は正確に 9.80665 m/s2 と規定された。
単位としてのG
加速度の大きさを表す際に、標準重力加速度を基準とした単位「G（ジー）」が用いられることがある。1.0 G は 9.80665 m/s2 に相当する。ただし、Gは国際単位系（SI）には含まれておらず、日本の計量法では商取引等での使用は認められていない。
よくある質問
重力加速度は場所によって変わりますか？
はい、地球の形状や自転、標高の影響により、場所によってわずかに異なります。
標準重力加速度の値はいくつですか？
国際的に定義された標準重力加速度の値は 9.80665 m/s² です。
単位としての「G」はSI単位ですか？
いいえ、Gは国際単位系（SI）には含まれていません。
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参考文献
- 物理学解体新書「重力加速度」
- National Institute of Standards and Technology (NIST), "Fundamental Physical Constants: standard acceleration of gravity"