測定と単位【力学2】

力学の学びなおしの記事です．

測定と単位について説明します．

測定と単位

物体の運動を考察するうえで，測定を行うことが必要です．

物体の位置を直接メジャーなどで測定する方法もありますし，幾何学的な知識を利用して間接的に計算する方法もあります．

測定値はその測定で基準となっている単位とともに記録されます．

長さでは $[m]$ (メートル)，時間では $[s]$ (秒)，質量では $[kg]$ (キログラム)などがあります．

測定値は一般には単位とともに示されて初めて意味を持ちます．

長さが $1$ ，といわれても，それが $1[m]$ なのか， $1$ フィートなのか， $1$ 尺なのかわかりません．

測定は，目盛り付きの測定器で行われる場合には読み取れる最小目盛りの $10$ 等分まで読みます．

例えば， $1[mm]$ が最小目盛りである定規の場合は， $12.4[mm]$ などと読みます．

一つの分野で主に利用される単位の組を単位系といいます．

ふつうは，上記のように基本となる単位として長さ $([m])$ ・時間 $([s])$ ・質量 $([kg])$ をとります．

この単位の組をMKS単位系といいます．

重さの単位で重量キログラム $[kgw]$ というのもあり，これは力の単位なので，長さ・時間・力をとることもできます．

つまり，それぞれの分野で便利な単位系を利用するということで，単位系が変われば式の見かけも変わり得るなど，注意すべき点も出てきます．

以下の量を指定された単位に換算せよ．

(1)　 $1[m]$ を $[km]$ に．

(2)　 $1[s]$ を日 $[d]$ に，ただし，上三桁まで求めよ．

(3)　 $1[kg]$ をオンス $[oz]$ に，ただし， $1[oz]$ は約 $28.35[g]$ であり，上三桁まで求めよ．

解答例

(1)　 $1[m] = 0.001[km]$ ．

(2)　 $1[s] = 1/60[min] = 1/60/60[h] = 1/60/60/24[d] = 1.16 \times 10 ^ {-5} [d]$

(3)　 $1[kg] = 1000[g] = 1000/28.35 [oz] = 35.3 [oz]$

力学に関する参考文献を以下に挙げます．

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戸田盛和著，『物理入門コース・力学』

藤原邦男著，『物理学序論としての力学』

$12.35$ 以上

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