SI単位(国際単位)

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組み立て単位

国際単位系(SI単位系)は基本単位、それらを組み合わせた組み立て単位、さらにそれらの倍数を表現する接頭辞から成立している。
また、組み立て単位の中には、固有の名称を持つ単位もある。

ここでは、国際単位系(SI単位系)の組み立て単位について説明していこう。

7つの基本単位は自然科学の法則を根拠として定義される。 (現時点で質量の定義が例外であるが)

これに対し、組み立て単位は、基本単位の乗除によって定義される。

組み立て単位の代表例として、面積の単位[m²](平方メートル)を題材に考えてよう。

ご存知のように面積の算出方法は「縦の長さ×横の長さ」である。
「単位とは」で記したように数量は単位の何倍かで表現するので、2mは「2×m」のことである。
つまり、2mは「メートル2個分」を表している。

このことにこだわりつつ、縦2m、横3mの長方形の面積を求めよう。
2m×3m = 2×m×3×m
= 2×3×m×m
= 6m²

数値どうし、単位どうしを掛け合わせた結果、「m²」という単位が新たに出現した。

面積の単位はmとmの積なので、m²となるのだ。
この他にも組立単位は多い。
体積(m³)や密度(kg/m³)、速度(m/s)も組立単位だ。
これら単位は基本単位の積または商の組み合わせによって成り立っている。

組立単位に特別の名称を定義する場合がある。

代表例は力の単位N(ニュートン)だ。
力は「質量×加速度」である。
だから力の単位はkgm/s²と表現する。

力は物理学や工学において非常に重要な概念である。
と同時に頻繁に使用される量なので、一言で表現できるようにN(ニュートン)という単位を割り当てたのだ。

Nとkgm/s²は表現が異なるのみで物理的には等価である。
力は10kgm/s²というより力は10Nと表現するほうが、ピンとくる。

さらに特別な名称も含めた組立単位もある。
例えば圧力の単位Pa(パスカル)は、N/m²である。
つまり力を面積で除した単位だ。

ここでは特別の名称が定義された組立単位を一覧しよう。

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