地球の中心に向かうと重力はどうなる？穴を掘ると重力がゼロになるのか

地球上で物体が台に乗ると重力が少し弱くなると言われますが、地球の中心に向かって掘った場合、重力がどのように変化するのでしょうか？また、その途中で重力が最大になる場所はどこなのでしょうか？この記事では、地球内部での重力の変化と、重力がゼロになる場所について解説します。

重力とは？

重力とは、物体が互いに引き合う力のことを言います。地球においては、私たちが地面に引き寄せられる力、つまり「体重」は地球の重力によるものです。重力は地球の中心から放射されるように働きますが、地球の表面から内部に向かうとどうなるのでしょうか？

地球内部の重力の変化

地球上で高さを変えると重力が弱くなる理由は、物体と地球の中心との距離が変わるからです。台に乗ると、地球の中心からの距離が少しだけ長くなり、その分重力が弱くなります。

一方、地球の中心に向かって掘ると、重力がどのように変化するのでしょうか？地球の内部では、掘ることで外側にある地球の質量が減っていき、中心に近づくにつれて、引力が減少していきます。実際、地球の中心に到達すると、重力はゼロになると考えられています。

重力がゼロになる場所：地球の中心

地球の中心に向かって掘っていくと、物体が引き合う力が減少していきます。地球の中心に到達すると、全ての質量が均等に周りに分布しているため、引力は相殺されてゼロになるとされています。これが「重力ゼロ点」と呼ばれる場所です。

このように、地球の中心では重力がゼロになるため、もしも地球の中心に到達した場合、物体は浮かんでいる状態になります。ただし、実際に地球を掘り進むことは現実的には不可能であり、理論的な話です。

重力が最大になる場所はどこか？

では、地球のどこで重力が最大になるのでしょうか？重力は地球の表面で最も強く、標高が高くなるにつれて減少します。最も強い重力を感じる場所は海面上の標高0mの場所です。標高が高くなると、地球の中心からの距離が長くなるため、重力が少しずつ弱くなります。

また、地球の赤道付近では、遠心力が働くため、重力がわずかに減少します。これは、地球が回転しているため、赤道部分が少し膨らんでいるためです。したがって、極地方よりも赤道近くの方がわずかに重力が弱いとされています。

まとめ

地球の中心に向かって掘った場合、重力は徐々に弱くなり、最終的にゼロになります。地球の表面では重力が最も強く、標高が高くなるにつれて徐々に弱くなります。重力が最大になるのは地球の表面で、特に海面上で最も強く感じられます。このように、地球内部での重力の変化は物理的に非常に興味深い現象であり、地球の内部構造を理解する上で重要な要素となります。