電子天びん使用時の注意点

8. 重力による誤差

A)重力とは

重力とは

地球上の物体は、地球の中心に引っ張られる「万有引力」と 地球の自転に伴う「遠心力」を絶えず受けています。
重力は、万有引力遠心力の合力となります。 重力の大きさ(F)は、重力加速度(g)と物体の質量(m)の積で表します。

F=mg

電子天びんは構造上、試料にかかる重力質量として測定しますので、重力加速度が変わると、表示値も変化します。

重力加速度は、緯度標高によって変わります。

B)場所による重力加速度の変化

場所による重力加速度の変化

緯度による変化

地球の自転により遠心力が発生し、万有引力と反対の力が作用します。これは、赤道付近が最大で両極が最小になります。つまり、赤道では重力加速度が小さくなり、両極では大きくなります。
北海道の重力加速度 > 沖縄の重力加速度

標高による変化

同じ緯度であれば、標高が高い方が地球の中心からの距離が長くなるので、重力加速度は小さくなります。 例えば、500g分銅を地表で測定する場合と、標高100mの地点で測定する場合は、下の数式になります。ただし、地球の半径は6371000mとしています。

C)重力加速度の影響

製造拠点(茨城)で、100.0000gの分銅で校正した電子天びんを国内の各都市に持って行き、同じ分銅を測定するとどうなるでしょう。

場所 重力加速度(m/sec²) 分銅の測定値(g) 製造拠点との差分(g)
札幌 9.805 100.05 0.05
仙台 9.801 100.01 0.01
茨城(製造拠点) 9.800 100.00 0.00
東京 9.798 99.98 - 0.02
名古屋 9.797 99.97 - 0.03
大阪 9.797 99.97 - 0.03
福岡 9.796 99.96 - 0.04
那覇 9.791 99.91 - 0.09

※理科年表より

この影響をなくすため、分解能の高い電子天びんは、使用する現地で校正します。また、分解能の低いはかりは、使用地域での重力加速度を設定します。