力計算機

力とは、物体を加速させたり、方向を変えたり、変形させたりする押しや引きのことで、ニュートンの運動方程式 F = m × a（mは質量、aは加速度）で計算されます。力はベクトル量であり、大きさと向きの両方を持ちますが、この計算機は多くの簡易な力計算機と同様に大きさのみを扱います。力のSI単位はニュートン（N）で、1キログラムの質量を1メートル毎秒毎秒で加速させるのに必要な力として定義されます。

F = m × a であるため、この式は他の2つの有用な形に変形できます：質量 = 力 ÷ 加速度、加速度 = 力 ÷ 質量。密度の場合と同様に、これは三角形として視覚化できます——上にF、下にmとaを並べて置き、求めたい量を隠すと、残りの2つを掛けるべきか割るべきかが分かります。この計算機は、どの量を求めるかに応じて、まさにこの論理を適用しています。

重さは、物体の質量に働く重力であり、W = m × g（gは局所的な重力加速度で、地表では約9.80665 m/s²、この計算機の「標準重力」加速度単位）として計算されます。質量は物体固有の性質であり、どこでも一定ですが、重さは重力によって変化します。10 kgの質量は地球上では約98.07 Nですが、重力が約6分の1しかない月では約16.6 Nにしかなりません。体重計は重さを測定していますが、通常はキログラムやポンドといった質量の単位で表示され、これは地表の重力を前提としています。

複数の力の単位が併存しているのは、異なる計測体系が独立して発展してきたためです。ニュートン（N）はSI単位であり、より古いCGS単位系に由来するダインははるかに小さく、1 Nは100,000ダインに相当します。重量ポンド（lbf）は、1ポンドの質量に地球の重力が及ぼす力で、アメリカの工学分野でよく使われます。重量キログラム（kgf、キロポンドとも呼ばれる）は、それに相当するメートル法の単位で、1キログラムの質量に重力が及ぼす力（正確に9.80665 N）です。重量キログラムは現在ではほぼ歴史的な単位で、SI単位系では質量と力を明確に異なる単位として扱うことが好まれています。

力の大きさは非常に幅広い範囲にわたります。蚊が着地する際に及ぼす力は約0.00002 N、地球上でのリンゴの重さは約1 N、人の体重はおよそ600〜800 N、小型自動車のエンジンは数千ニュートンの推力を生み出すことができ、サターンVロケットは打ち上げ時に約3,400万ニュートンの推力を生み出しました。力は加速される質量と加速の速さの両方に比例するため、質量または加速度のどちらかを2倍にすると、必要な力も2倍になります。