「質量の求め方がわからない」「どの公式を使えばいいの？」と悩んでいる方は多いのではないでしょうか。
質量の求め方は、密度・体積・化学式・物理法則など、場面によってさまざまなアプローチが存在します。
状況に応じた正しい計算方法を知ることが、化学・物理の問題を解く大きなカギとなります。
本記事では、密度や体積から質量を求める方法・化学における質量の計算（モル質量・物質量）・物理における力学的な計算・測定器具の種類まで、丁寧に解説します。
初学者から受験生まで役立つ内容ですので、ぜひ最後までご覧ください。
質量の求め方の基本は密度と体積を使う方法
それではまず、質量の求め方の最も基本的な方法である「密度と体積を使う計算」について解説していきます。
密度・質量・体積の関係式
物理・化学において質量を求める最も基本的な公式は次のとおりです。
質量（g）＝ 密度（g/cm³）× 体積（cm³）
密度（g/cm³）＝ 質量（g）÷ 体積（cm³）
体積（cm³）＝ 質量（g）÷ 密度（g/cm³）
これら3つの式はひとつの関係から導かれるものであり、密度・質量・体積のうち2つがわかれば残りのひとつを求めることができます。
問題文で与えられている値を確認し、必要な式を選んで計算する習慣をつけましょう。
密度から質量を求める計算例
【問題】密度2.7 g/cm³のアルミニウムの体積が100cm³のとき、質量を求めよ。
【解答】
質量 ＝ 2.7 × 100 ＝ 270 g
まず密度と体積が与えられているので、質量＝密度×体積の式を使います。
単位の確認も忘れずに行いましょう。
密度の単位がg/cm³で体積がcm³であれば、質量はgで求まります。
主な物質の密度一覧
| 物質 | 密度（g/cm³） |
|---|---|
| 水（H₂O） | 1.00 |
| アルミニウム（Al） | 2.70 |
| 鉄（Fe） | 7.87 |
| 銅（Cu） | 8.96 |
| 銀（Ag） | 10.5 |
| 金（Au） | 19.3 |
| エタノール | 0.789 |
密度は物質の「重さの詰まり具合」を表す値であり、問題で使う密度が与えられていない場合は上記のような参考値を覚えておくと役立ちます。
化学における質量の求め方
続いては、化学の計算における質量の求め方を確認していきます。
モル質量を使った質量の計算
化学では、物質量（mol）とモル質量（g/mol）を使って質量を計算します。
質量（g）＝ 物質量（mol）× モル質量（g/mol）
物質量（mol）＝ 質量（g）÷ モル質量（g/mol）
たとえば、水（H₂O）のモル質量は18 g/molです。
水が3molある場合の質量は次のように求めます。
質量 ＝ 3 mol × 18 g/mol ＝ 54 g
化学計算では「何molか」を先に求め、それにモル質量をかけて「何gか」を出すという流れが基本です。
化学反応式を使った質量の計算
化学反応式の係数比を使って、反応物・生成物の質量を求めることもできます。
例）2H₂ ＋ O₂ → 2H₂O
水素4g（2mol）と酸素32g（1mol）が反応すると水36g（2mol）が生成する
水素2g（1mol）が完全反応した場合、生成する水の質量は？
水素：水 ＝ 2mol：2mol なので、水素1mol → 水1mol → 水の質量 ＝ 18 g
係数比は物質量の比であり、そこからモル質量をかけることで質量の比も求められます。
反応式を正確に書くことが、化学での質量計算の出発点です。
質量パーセント濃度から質量を求める
溶液の質量パーセント濃度から溶質や溶媒の質量を求める場面も頻出です。
溶質の質量（g）＝ 溶液の質量（g）× 質量パーセント濃度（%）÷ 100
例）20%の食塩水500gに含まれる食塩の質量
食塩の質量 ＝ 500 × 20 ÷ 100 ＝ 100 g
溶媒の質量は「溶液の質量 − 溶質の質量」として求めます。
物理における質量の求め方
続いては、物理の計算における質量の求め方を確認していきます。
運動方程式を使った質量の計算
物理では、ニュートンの運動方程式から質量を求めることができます。
F ＝ ma（力＝質量×加速度）
質量（kg）＝ 力（N）÷ 加速度（m/s²）
たとえば、20Nの力を加えたとき4m/s²で加速する物体の質量は次のように求めます。
質量 ＝ 20 ÷ 4 ＝ 5 kg
重力を使った質量の計算
物体にかかる重力（重量）から質量を求めることもできます。
質量（kg）＝ 重力（N）÷ 重力加速度（m/s²）
地球上では重力加速度 ≒ 9.8 m/s²（問題では9.8または10を使用）
例）重力が490Nの物体の質量
質量 ＝ 490 ÷ 9.8 ＝ 50 kg
浮力を使った質量の計算
液体中の浮力と重力のバランスから質量を求めることも可能です。
物体が液体に浮いている状態では「重力＝浮力」が成り立ちます。
アルキメデスの原理（浮力＝液体の密度×沈んだ体積×重力加速度）と組み合わせることで、密度や体積から質量を求める応用問題が解けます。
質量を測る器具の種類と特徴
続いては、質量を測るための器具の種類と特徴を確認していきます。
電子天秤
電子天秤は、現代の実験室で最もよく使われる質量測定器具です。
センサーで重力を電気信号に変換し、デジタル表示で質量を示します。
精度が高く（0.001g単位まで計測できる機種も多い）、操作が簡単なため化学・薬学・食品分野など幅広く活用されています。
上皿天秤
上皿天秤は、両側の皿に物体と分銅を乗せてバランスをとることで質量を測る器具です。
重力の影響を受けず、「分銅との釣り合い」で質量を測るため、場所が変わっても正確に計測できます。
精度は電子天秤より低いですが、学校の実験や簡易な計量に使われることがあります。
バネばかり（スプリングスケール）
バネばかりは、バネの伸びから力（重力）を測定する器具です。
正確には「重量（N）」を測定しており、重力加速度で割ることで質量に換算できます。
月面や異なる重力環境では値が変わるため、バネばかりで測れるのは重量であり質量ではないという点を理解しておきましょう。
| 器具 | 測定対象 | 場所依存性 | 主な用途 |
|---|---|---|---|
| 電子天秤 | 質量（kg・g） | なし | 精密計量・実験室 |
| 上皿天秤 | 質量（g） | なし | 学校実験・簡易計量 |
| バネばかり | 重量（N） | あり | 力の測定・物理実験 |
まとめ
本記事では、質量の求め方について密度・体積を使う方法、化学でのmol計算、物理での運動方程式・重力計算、測定器具まで幅広く解説しました。
場面に応じた公式を正しく選び、単位を意識して計算することが質量の計算問題を解くうえで最重要のポイントです。
密度からの計算（質量＝密度×体積）、mol計算（質量＝物質量×モル質量）、運動方程式（F＝ma）のどれも、基本公式をしっかり覚えておけば応用問題にも対応できます。
測定器具についても、電子天秤・上皿天秤が質量を測るのに対し、バネばかりは重量（N）を測るという違いを正確に理解しておきましょう。
ぜひ本記事を参考に、質量の計算力をしっかりと身につけてください。
