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世の中に存在する様々な単位

こんにちは、ESTEMの渡辺です。

皆さんはm(メートル)や℃(ド)などたくさんある中で単位をどのぐらい知っていますか?実は生活している中で自然に使っていたり目にしていると思います。身近なところでいえば、長さを測定する定規。cmですね。また、食の中でも登場しています。温めるとき使うものは電子レンジ、オーブントースターなどですね。目盛の所に書いてあるのがW(ワット)。食べ物の袋に表示されているのはkcal(キロカロリー)やg(グラム)…、というように様々です。

しかし、これ以上に単位の種類は豊富にあり、あらゆる場面で適材適所で用いられています。ちょっとした豆知識程度かもしれませんが、ぜひ参考にしてみてください。聞きなれない単位について補足を加えていこうと思います。

今回はSI単位・長さ・重さ・量・面積の単位について触れていきます。

SI単位とは?

SI単位とは、世界共通で使用されている長さや重さなどの基本となる単位です。つまり、国際単位です。

国際単位の中にも種類があり、基本単位・組立単位・併用単位などがあります。

そして、あらゆる単位は、国際単位に換算して使用できるようになっていて、以下の7種類あります。

 

表1: SI単位(国際単位)

物理量 単位記号 読み
長さ メートル
質量 kg キログラム
時間 s
電流 A アンペア
温度 K ケルビン
光度 cd カンデラ
物質量 mol モル

 

中等教育、高等教育で習ったところだと思うので、上記の単位の内、だいたいは見たことがある単位ではないでしょうか。おそらくこの中で一番なじみのないのがカンデラ(cd)ではないでしょうか。カンデラとは、光源から出る光の強さ「光度」を表す単位で、照らす範囲の一番明るい箇所の数値です。国際単位になっているのはカンデラですが、他にもルクスやルーメンを含め、7つもの光の単位があります。

先ほども言ったように、あらゆる単位は国際単位に変換できるようになっています。そのため、それぞれの物理量単位は一つの集約系から派生されます。

また、このSI単位を用いて、他の単位を表すこともできます。

例えば、電気の単位である1C(クーロン)とは、1Aの電流が1s間流れたときに運ばれる電気量なので、C=A・sとして表され、速度vとは単位時間(/s)あたりにどのぐらい物体、物質が動く(m)かで、v=m/s として表され、この2つは組立単位に分類されます。

 

長さの単位

表2: 長さの単位

単位記号 読み 1単位の意味 国際単位SI換算
メートル 長さのSI単位
in インチ 1/36ヤード 25.4mm=2.54cm
ft フィート 1/3ヤードor12インチ 0.3048m
yd ヤード 3フィートor36インチ 0.9144m
mi マイル 1760ヤード 1609.344m
 りん 100分の1を表す単位 0.303mm
 すん 尺の10分の1 3.0303cm
 しゃく 尺貫法の長さの基準単位 30.303cm
 けん 6尺 1.818m
 り 12960尺 3927.27m
海里  かいり 航海・航空の距離を表す単位。 1852m
ly  光年 光が1年で移動する距離  9,460,730,472,580,800m(約9.5兆km)

 

インチ(in)は、テレビやパソコンの大きさを表すときによく用いられているので聞き覚えがあるのではないでしょうか。(例、TV:32インチ、PC:13インチ…etc)

フィート(ft)は、釣り用語(釣り竿の長さ)として使われていることが多いです(1フィート=30.48cm)。

ヤード(yd)は、主にゴルフ競技で用いられています。ゴルフはもともとメートル法ではなくヤード法が用いられているイギリスで発症したスポーツのため、ヤードが今なお用いられているわけですね。

マイル(mi)は、主に陸上の長さに用いられる単位で、マラソンの単位に使われているのをよく見ます。実際に○○マイルマラソン大会などもありますね。

間(けん)とは、建物の単位で主に用いられます。元々、建物の柱の間隔を一間としていて、長さとして使われる単位ではなかったのですが、日本では農地の測量に使われるようになり、ある長さを一間とする長さの単位になったと言われています。

光年(ly=light year)は上記の表2にありますが、光が一年で進む距離の事。光の速さは約3.0×10の8乗で、周囲約40,000㎞の地球を一秒間に7周半する計算になります。イメージがわかないですよね。(笑)
地球から太陽の距離は約1億4960万㎞あります。

地球と太陽の距離を1光年の距離で割ると0.00001581光年、分に直すと約8分です。つまり、太陽から出た光は約8分後に地球に届いているということです。今見ている太陽が過去の光と考えるとなんだか不思議な感覚ですよね。

 

重さの単位

表3: 重さの単位

単位記号 読み 1単位の意味 国際単位SI換算
kg キログラム  重さのSI単位
t トン  1000kg
ct カラット  宝石の質量単位  200mg
lb ポンド  0.45359237kg
かん  尺貫法の質量の基準単位  3.75kg
もんめ  1/1000貫  3.75g
りょう  10匁  37.5g
きん  160匁  600g
oz オンス  31.1035g

 

カラット(ct)は、宝石の質量単位、金の純度を表すのに用いられます。ダイヤモンドの質量を表すのに使われている印象が強いのではないでしょうか。
1カラットの相場が約100万円です。

ポンド(Ib)は、ボーリングで使われている単位なので目にしたことがあるかもしれませんね。

貫、匁、両、斤は尺貫法といわれる単位法で、江戸時代の日本で主に使われていました。

オンス(0z)は、重量を表す単位で、日本では特になじみのない単位なのではと思います。重量の単位ではありますが、Tシャツの品質表示や製品仕様でオンス(oz)という単位を目にします。Tシャツはアメリカを中心に普及し、Tシャツの生地スペックの中の厚さを表す単位として主に使用されていて、それが慣例になっています。

 

量(体積)の単位

表4: 量(体積)の単位

単位記号 読み 1単位の意味 国際単位SI換算
m³ 立法メートル 1m×1m×1m 体積のSI単位
リットル 0.001m³
tsp 小さじ 小さじ1杯の量 5ml
tbsp 大さじ 大さじ1杯の量 15ml
c カップ 1カップの量 250ml
gal ガロン 3.785412ℓ
bbl バレル 石油などの単位 158.987294928ℓ
しょう 尺貫法の体積の基準単位 1.8039ℓ
ごう 1/10升 0.18039ℓ
10升 18.039ℓ
こく 10斗 180.39ℓ

 

ガロン(gal)は、主にアメリカやイギリスで使われている体積の単位で各国でガロンの定義が異なります。日本で使用する際には、アメリカのガロン=3.7854351ℓが使われています。

 

面積の単位

表5: 面積の単位

単位記号 読み 1単位の意味 国際単位SI換算
m² 平方メートル 1m×1m  面積のSI単位
a アール 10m×10m 100m²
ha ヘクタール 10000m² 0.01km²
km² 平方キロメートル 1km² 10⁶m²
b バーン 10⁻²⁸m²
ac エーカー 4046.8564224m²
つぼ 6尺×6尺 3.305785m²
30坪 99.17355m²
たん 10畝 991.7355m²
ちょう 10反 9917.355m²

 

アール(a)は、1辺が10mの正方形の面積を表します。主に農地面積を表す際に用いられます。ヘクタール(ha)はアールの100倍。1ヘクタール≒10反となります。よくテレビなどで敷地の広さを表す際に東京ドーム〇個分の広さです!!と言われることがありますが、東京ドーム1個分でおよそ5ヘクタール分と言われています。

バーン(b)は、原子核や素粒子の衝突実験で、衝突の確率を表すのに用いられる標的(ターゲット)の面積の単位の事です。

エーカー(ac)は、アメリカやイギリスで使われている単位です。土地の広さ・大きさを示す単位ですが、もともとは牛を使役して人間1人が1日に耕すことのできる畑の面積を意味していました。

 

まとめ

このように国際単位に加え、長さ、重さ、量(体積)、面積の単位について書いてきましたが、見て分かるようにたくさんありますね。

私たちはこの単位というものを覚えて問題を解いたりしていますが、法則を見つけ、式や記号を定義し、世に残していった先人たちに感謝しなければなりません。あらゆる実験を重ね、試行錯誤で見つけた法則、それに一生をささげた人たちがたくさんいたということを知っておくべきだと思います。それを考えたら、学校の勉強が嫌だ、など簡単には言えませんよね。勉学の礎を作ってきた人がいるからこそ、勉強ができています。勉強ができる環境というのに感謝しなければならないのだと思います。

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