どうして、磁石でモノを持ち上げることができるの？

こんにちは、みんなの科学研究所の蛯原ようすけと申します。
 
おとなとこどものやさしい理科と科学のブログです。

 

鉄でできたモノは磁石にくっつきますね。
鉄でできたモノを磁石にくっつけて持ち上げても落ちません。
なんでもない普通のことですね。

 

ところが、よく考えてみると、ちょっと不思議なことなんです！

 

宇宙には重力（じゅうりょく）という不思議な力が
いつでも、どこでも働いています。

 

重力（じゅうりょく）は、モノとモノが引き付けあう力で、
引力（いんりょく）とも呼ばれてます。

 

宇宙のどこでも働く力なので、私たちも地球にあるモノもすべて、
地球とお互いに引っ張りあっています。

 

地球がモノを下に引っ張るのだから、
磁石でくっつけたモノも持ち上げると
下に向かって地面に落ちていきそうですが、そうはならないんですね。

 

なんかちょっと不思議になってきて、詳しく知りたくなりますね。

現在の分かっている宇宙のことがいろいろとわかってきて、
宇宙にある力は4つの種類があるのだと言われています。

 

このうち、私たちが普段感じることができるのは、
重力（じゅうりょく）と電磁力（でんじりょく）です。

 

重力（じゅうりょく）は、モノが落ちることから、
地球がひっぱっていることわかります。

 

電磁力（でんじりょく）は、電気の力と磁石の力のことです。

 

電気の力は、
プラスの電気どうしの反発力や
マイナスの電気同士の反発力、
プラスとマイナスの電気同士の引き合う力でわかります。

 

磁石の力は、
磁石が鉄をくっつけることや、
N極とN極はの磁石どうしが反発したり、
N極とS極の磁石どうし引き付けあったりすることでわかります。

 

電気の力の身近な例では、
静電気（せいでんき）で洋服がまとわりつくことや
下敷きで髪の毛をこすると、髪の毛が下敷きにくっついてくることなどがあります。

 

静電気（せいでんき）でも磁石でも、モノをくっつけてもちあげると
落ちないで、持ち上がります。

 

重力（じゅうりょく）で地球が地面に向かって引っ張る力よりも、
静電気（せいでんき）や磁石の力でモノを引き付ける力のほうが
強いせいなんですね。

 

もし、静電気（せいでんき）や磁石の力より、
地球がモノを地面に向かって引っ張る重力（じゅうりょく）のほうが大きいと、
モノは下の地面の向きに引っ張られて、地面に落ちてしまいます。

 

どういう訳か、重力（じゅうりょく）は
静電気（せいでんき）や磁石の力にくらべてとても弱いのですね。

 

どのくらい重力（じゅうりょく）が弱いかというと、
ちょっと弱いどころでは、なくて、とてもとても弱いのです！

 

たとえば話として、ちょっと例を考えてみます。
水素原子（げんし）という宇宙で一番小さい
原子（げんし）の粒を考えてみます。

 

私たちの身の回りのモノすべてを分解していくと、
どんどん小さい粒になって、とうとう
原子（げんし）にまで行きつきます。

 

原子（げんし）にはたくさんの種類があります。
水素原子（げんし）はそのなかで、一番小さい原子（げんし）です。

 

宇宙で、一番数が多い原子（げんし）で、宇宙のどこにでもあります。
私たちの体の中にもいます。

 

水素原子（げんし）の中身をちょっとよく見てみると、
真ん中に原子核（げんしかく）という名前のついた
体重が重たい粒がいて、
その周りを体重の軽い電子（でんし）という粒がいます。

 

原子核（げんしかく）はプラスの電気をもっていて、
電子（でんし）はマイナスの電気を持っています。

 

なので、
原子核（げんしかく）と電子（でんし）は電気の力で引き合っています。

 

さらに、
原子核（げんしかく）と電子（でんし）は、
重力（じゅうりょく）の力でも引き合っています。

 

両方のちからを比べると、電気のちから強さがあっとうてきに強いのです。
何倍くらい強いかというと、だいたい4のあとに0が42個つくくらいです。

 

想像もつかない数字ですが重力（じゅうりょく）にくらべて、
電気の力がものすごく強いことはイメージできそうですね。

 

ちょっと例が、わかりにかったですね。

 

まあ、それはいいとして、とにかく、
磁石や静電気（せいでんき）の力でモノをくっつけて持ち上げることができるのは、
重力（じゅうりょく）がものすごく弱いからなんですね。

 

重力（じゅうりょく）がどうしてこんなにも弱いのか、不思議ですね
現在、科学者のみなさんが一生懸命研究しているところです。