重さ
この節では特に、「重さ」という言葉を力(計量単位はニュートン)の意味で用いる。
地球上で物体を手で持った際には、その物体の「重さ」を感じる。これは、その物体と地球についてそれぞれの質量に由来する万有引力がはたらくことによって、物体が地球の中心に向けて引き寄せられ、その際に物体が直接触れている手に物体から力(物体にかかる重力)が及ぶためである。他方、吊るされた梵鐘などを手で水平方向へ揺らそうとする際に「重さ」を感じることがあるが、これは意味合いを異にする。このとき手が感じる力は、梵鐘がその場にとどまり続けようとする慣性によるものである。この慣性に由来する力は梵鐘の質量に比例し、留まり続けようとする梵鐘を動かす(加速させる)為にかける力の反作用の力を手が感じているのである。これらの両方の場合において、日常の言葉としては、どちらも「重い」と表現されることがある。
地球上の場合、質量が1 kgの物体にかかる重力は約9.8 N(ニュートン)である。21世紀において主流の表現ではないが、この力の大きさは1キログラム重 (1 kgf)とも表記される(重力単位系)。
重さ及び質量の計量単位は次の表の通りである。以下の表においてSI単位は太字で示した。
重力は重力場の大きさに比例して変化するため、同じ質量の物体でも別の天体上(異なる大きさの重力場中)では異なる重さになる。また、同じ地球上であっても、場所によってはわずかに重力場は異なり、物体の重さにも変化が生じる。そのため、質量を正確に測るためには、いくつかの方法がある。計量対象の重さ(すなわち重力の大きさ)を直接的に量るばねばかりを用いる場合は、その地点の重力場(重力加速度)の違いによって秤の較正ができるようになっている。天秤ばかりの場合も重力は利用するが、比較対象の分銅(質量が既知の基準)の質量とのバランスによって質量を量るため、その計測値は計測実施場所の重力場(重力加速度)に依らず一定である。
宇宙船の中のように、みかけの重力(重力加速度)がゼロの環境において体重を測定する場合は、測定対象の加速に要する力の大きさから質量を計測している。すなわち、F = ma (Fは力、mは質量、aは加速度) という物理量間の力学の関係式(ニュートンの運動方程式)から体重を計測・算出している。