人間の質量を計算 Ver.1.00  クリックすれば、別ウィンドウで開きます。

セキュリティ保護が出るような場合は、実行を許可してください。

体重計の数値は、空気の浮力を無視した値を示しているため、
この数値から浮力の影響を除去し、人間の質量を計算します。

ただし、簡易計算ですので、数値の信頼性は低いです。

また、入力項目の数値を変えることで、人間以外や、
水中などでの体重も計算できます。

詳しくは、下記<入力項目><使い方>を読んでください。

転載や改造に制限はありませんが、転載する場合、
最低限、ジオシティーズの広告は除去したほうが良いと思います。

転載したいという人もいないと思いますが、一応。
 

<免責事項>

このプログラムによって何か障害や損害などが発生したとしても、
私は一切、責任を負うつもりはありませんので、悪しからず。
 

<動作環境>

Javascript が動作する環境であれば、
たぶん、ほとんど全てのブラウザで動くと思います。
 

<入力項目>

○体重(または、質量) :
体重計が示す数値、または、計算したい質量を入力します。
単位はキログラムです。
入力された数値が体重計が示す数値だった場合と、
質量だった場合の両方が結果に表示されます。

○その人物の比重 :
計算の対象となる人物の水に対しての比重を入力します。

比重が1よりも小さければ、その人は水に浮きます。
比重が1よりも大きければ、その人は水に沈みます。

人間の比重は、だいたい 0.923〜1.060 の間らしいです。
体脂肪率の高い人ほど、比重が小さくなります。

また、肺の中にある空気の量によっても変わります。
人間の質量に肺の中にある空気を含めるのであれば、
ほとんどの人で、比重は1よりも小さくなりますし、
逆に、肺の中の空気を人間の質量に含めないのであれば、
ほとんどの全ての人で、比重は1よりも大きくなります。
この辺は、考え方しだいです。

ただし、息を吸った状態で水に沈む人もいますので、
一概に人間の比重は決定できません。

デフォルトでは、思いっきり息を吐き出した状態を想定し、
海水より少し重めの 1.025 を人間の比重としてあります。

ただし、その場合でも肺内部に空気は残っていますので、
肺の空気を完全に除外した人体の比重が必要な場合は、
ネットで『身体密度』を検索をしてみてください。

この項目に鉄など人間以外の物質の比重を入れれば、
人間以外の物質に関しての計算ができます。

○4℃の水の密度 :
比重の基準値になります。
デフォルトでは 999.972 kg/m3 になってます。
通常は変更する必要がありません。
比重の基準値を変えたい場合に変更してください。

例えば、水1リットルが1キログラムとしたい場合は、
この値を、1000 kg/m3 にします。

また、人間以外の物質を計算する場合、
その物質の比重の基準に合わせてください。

○空気の密度 :
体重を量った場所の空気の密度です。
この値によって体積あたりの浮力の大きさが変わります。
必要に応じて変更してください。

デフォルトでは 1.293 kg/m3 になってます。
これは、0℃、1気圧での乾燥空気の密度です。

そんな場所で体重を量ることは無いと思うのですが、
まぁ、一応の目安です。

この項目に空気以外の密度を入れることで、
空気以外に囲まれた場合の体重を計算できます。

例えば、ここに海水の密度を入れ、
体重に質量を入れれば、海の中での体重が計算できます。
 

<使い方>

必要な入力項目を入れ、[計算]ボタンを押すだけです。
計算結果は、[計算結果のクリア]ボタンで消せます。

計算の結果欄には以下の内容が表示されます。

 ・ 入力項目の数値
 ・ 体重計が示す数値を『体重』に入力した場合の、質量
 ・ 質量を『体重』に入力した場合の、体重計が示す数値

体重計は計測対象の物体(人間)の重量を計測し、
その重量を質量に換算した数値を体重として表示しています。
なので、本来、体重計が示す数値は質量のはずなのですが、
その数値は空気の浮力を無視した値となっています。
このため、『体重計が示す数値』と『質量』は一致しません。

このプログラムでは、この両方の相互変換を表示します。
具体的な使用方法は、次の二つの例を参照してください。

 ・ 水中での体重を計算させてみる
 ・ 1kg の鉄と 1kg のアルミ、重いのはどっち?
 

<計算式など>

人間の質量を m [kg] 、
人間の体積を V [m3] 、
人間の水に対しての比重を k 、
水の密度を a [kg/m3]

とすると、k = m / (a * V) が成り立つので、この式を変形し、

V = m / (k * a) [m3] ・・・ 式1

空気の密度を ρ [kg/m3] 、
体重を測定した場所の重力加速度を g [m/s2] 、
空気による浮力を F [N]

とすると、F = ρ * V * g なので、この式と式1より、

F = ρ * m * g / (k * a) [N] ・・・ 式2

体重計が示す値は、『重量を質量に換算した値』なので、
体重計の値が W [kg] の場合、それは質量を表している。
このとき、重量は W * g [N] 。

この重量は、実際の重量から浮力を引いたものであり、
実際の重量は m * g [N] であることから、

W * g = m * g - F [N] ・・・ 式3

式3と式2から、W * g = m * g - ρ * m * g / (k * a)
両辺を g で割り、W = m - ρ * m / (k * a)

以上から、

W = m * { 1 - ρ / (k * a) } [kg] ・・・ 式4
m = W / { 1 - ρ / (k * a) } [kg] ・・・ 式5

式4が、質量から体重計が示す数値への換算式。
式5が、体重計が示す数値から質量への換算式。

ただし、人間の密度が空気の密度と同じ場合、
体重計での測定ができないため、質量も不明になる。
(式5の右辺の分母が0になる。)

また、体重計の単位が kgf や kgw の場合、
体重計の値の単位が重量キログラムになっているため、
式3の左辺が変わり、

W * 9.80665 = m * g - F [N] ・・・ 式3’

と、なることから、

式3’と式2から、W * 9.80665 = m * g - ρ * m * g / (k * a)
右辺を整理し、W * 9.80665 = m * g * { 1 - ρ / (k * a) }

この両辺を9.80665で割り、 g / 9.80665 を α とすると、

W = α * m * { 1 - ρ / (k * a) } [kg] ・・・ 式4’
m = 1/α * W / { 1 - ρ / (k * a) } [kg] ・・・式5’

という2つの式が求められ、体重計が重量キログラムの場合、
式4と式5で求めた値を α で補正すれば良いことが分かる。

(ただし、今回、この補正はしていません。)
 

<履歴>

2013/3/23  Ver.1.00

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