物理単位

重量キログラムの概要と定義

重量キログラムの概要と定義
重量キログラム(kgf)の定義、歴史、および現代の計量法における位置付けについて解説します。MKS重力単位系における力の単位としての役割と、SI単位との関係を詳述。

📌 主なポイント

  • 重量キログラム(kgf)は、質量1kgの物体が標準重力加速度下で受ける力と定義される。
  • 1 kgfは正確に9.80665ニュートン(N)に相当する。
  • 日本では1999年以降、取引や証明に用いることができない非法定計量単位である。

重量キログラム(じゅうりょうキログラム、英: kilogram-force、記号: kgf)は、MKS重力単位系における力の計量単位です。1重量キログラムは、質量1キログラム(kg)の物体が標準重力加速度のもとで受ける重力の大きさと定義されています。

1 kgまで量れる質量計(秤)
1 kgまで量れる質量計(秤)

定義と物理的背景

重量キログラムは、標準重力加速度(gn = 9.80665 m/s2)を用いて定義されます。したがって、1重量キログラムは正確に9.80665ニュートン(N)と等価です。この定義は1901年の国際度量衡委員会で採択された協定値に基づいています。

なお、実際の重力加速度は地球上の場所によって異なり、日本国内でも場所により数値が変動するため、精密な物理計測においては実測値に基づく補正が必要となります。

計量法上の扱い

日本では、計量法において重量キログラムは「非SI単位」として分類されています。1999年以降、取引や証明における使用は認められていない非法定計量単位です。かつては工学分野で広く用いられてきましたが、現在では国際単位系(SI)であるニュートン(N)への移行が進んでいます。

関連単位

重量キログラムを基にした派生単位には、以下のものがあります。

  • 重量キログラムメートル(kgf·m):仕事や熱量の単位。1 kgfの力が1メートル動かす仕事量。1 kgf·m = 9.80665 J。
  • 重量キログラム毎平方センチメートル(kgf/cm2:圧力の単位。かつて工学気圧(at)として広く利用されました。
  • 重量キログラムメートル毎秒(kgf·m/s):仕事率の単位。仏馬力(PS)の定義の基礎となりました。

よくある質問

重量キログラムとキログラムはどう違いますか?
キログラム(kg)は質量の単位であり、重量キログラム(kgf)は力の単位です。前者は物質の量を示し、後者はその質量に重力が働いた際に生じる力を示します。
なぜ重量キログラムは取引に使えないのですか?
計量法において、国際的な整合性を保つためにSI単位(ニュートンなど)の使用が義務付けられているためです。重量キログラムは重力加速度に依存する単位であり、場所によって値が変動する可能性があるため、現代の精密な取引には不向きとされています。

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国際単位系ニュートン (単位)重力加速度計量法

参考文献

  • 計量法附則第三条の計量単位等を定める政令
  • 国際単位系(SI)第9版(2019)日本語版、産業技術総合研究所
  • デジタル大辞泉「キログラム重」