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A 回答 (3件)
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No.3
- 回答日時:
ご存じのようにSI系 身近な物理量ではMKSA単位系 では
長さ m メートル
質量 kg キログラム
時間 s 秒
電流 A アンペア
が基本単位の量です。
これらを組み合わせて組み立て単位が作られるのですが、
1メートルの長さと1kgの「重さ」は 大きさがちがいすぎて、相性が悪いように思われます。
例:密度 水は1立方メートル の容積で 重さが1000kgですから、密度が1000となってしまいます。
もともと1kgは 水1リットル(一辺が10cmの立方体)の重さから決められたものですから、少し無理がある。
圧力も1気圧が100000N/m^2 です。
身近な現象 というときは、1cm と1グラム 、1kgの組み合わせの方がいいことも多いのです。
ただ、速さ となったら 毎秒何メートル がいい、SI がいい。
要するに、小は原子の大きさから大は宇宙の範囲までのいろんな物理量をMKS の一つの大きさで組み合わせるのが無理があるのでしょうね。
ある時にはメートルが、ある時はcmが。 ある時にはKgが、別のときにはgがいい。 ということでしょう。時間も時速の方がいいこともあるし秒速の方がいいこともある。
いまでも化学分野の人は グラムの方がなじみがいいようですね。
実験室で、硫酸銅 0.○○kg を薬さじで取って、0.○○立方メートルの水に溶かしましょう・・・・などとはいわないでしょうね。
功罪:
統一したために、この場合はcm、この場合はkg などと覚える必要がなくなり、誤解が生じなくなった。
統一したために 数値の範囲が非常に大きくなってしまって、物理量を身近に感じられなくなったものがでてきた。
圧力が300000Pa(パスカル) といわれても一般の人にはさっぱりピンとこない。3気圧ならば誰でも分かる。
私は1000N(ニュートン)の力持ちです、といったりしたら、 えっ、それ何のこと となりますね。
No.2
- 回答日時:
yutaka4290さんは大学(短大・高専)生と思われるので、そのつもりで返事します。
おそらく、統一前の状態とは、cgs系や工学単位系(重力単位系)
が併用されていたことを指すものでしょう。
尺貫法は、力学計算では論外。
典型例として、平方尺、立法尺が使えません。(たとえば、体積は「升」)
モーメント:貫尺 まあこれはそのまんまだからいいとして、
応力を求める:
応力=モーメント÷断面係数
断面係数=長さの3乗=升=立法尺*係数その1
応力=力÷面積=貫/坪=貫/(平方尺*係数その2)
いちいち、坪とか升にするために係数をかけたり割ったり、やってらんない。
平方尺、立法尺がアリならどれだけ楽か。でも、尺貫法ではこんなの反則です。
ヤードポンド法もすさまじいです。
体積で、エーカーフィートなどというワケわかんないのがあります。
※エーカーフィートは、1エーカー*1フィートで、約1250m3。立方体じゃない!
・単位は12進(など)で変わるから3で割っても割り切れる
というメリットはありますが、計算しやすさを如何に犠牲にしていることか。
cgs系や工学単位系は、こんなに惨いことにはならないから、
SIと比較する本命です。(SIはMKSの進化形なのでMKSと比較する意味はあまりない。)
で、工学単位系の話ですが、これって、ニュートンのかわりにkgfを使うから、
質量の1kg=力の1kgfとなり、力学計算はSIより楽です。(重力加速度の9.8がいらなくなる。)
ただし地球限定。ではありますが、宇宙工学をごく稀な例外として、
現実には地球上の計算しかしません。
ですので、欠点が欠点にならず、土木建築では、結構kgfにこだわります。(現在はSIです。法律は法律。)
そして、kgfが廃止された結果何が起きたか?
kgfをニュートンに換算するときに混乱がおきた。
1kgf=9.8Nなんだけど、
1kgf≒10Nで換算する場合もあり、設計基準の数値が入り乱れた。
重力異常で10.0m/s2といったすさまじい値を示す地域は地球上に存在しない。
結果的に、計算精度が工学単位系アリの頃よりある意味で悪くなった。
と、これが、SI単位に統一したためのヤミの部分です。
No.1
- 回答日時:
参考になるサイトの情報は持っていませんが、私の経験です。
よろしければ参考にして下さい。エネルギーのSIはJです。熱もエネルギーなのでcalからJに統一されました。現在、高校の化学や物理の教科書には、単位としてcalは排除されています。ただ、「1gの水の温度を1Kあげるのに必要な熱量が1cal」とする定義は感覚的にわかりやすいものでした。あと、日本の伝統的な面積単位「坪」は、畳何枚分かがすぐにわかるので、建てられる家の広さの見当がつきやすい、という利点がありますね。
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