計量単位 自転車 探険!

規定 大文字と小文字 質量と重量の違い インチと型 圧力単位の換算
長さ、距離の換算 速度の換算 質量の換算 力の換算 エネルギー・動力の換算
トルクの換算 面積の換算 容積の換算 温度の換算 明るさの換算
エネルギーの換算 粘度の換算 単位の接頭語 人名に由来する単位 単位の計算

 

  自転車に使われる計量単位は、質量、距離(長さ)、時間、速度、力、圧力および動力など多様。 計量単位はISO、計量法及びJISで決められている。
計量法およびJISはISOに準拠しているので、単位記号等は互いに等しい。学校の教科書で使われている単位は全てこれらに準拠している。
 

表1  単位記号の正誤例
単位 記事
 キロメートル  km  Km  キロは小文字のk、大文字のKは別の単位
 キログラム  kg  Kg  キロは小文字のk、大文字のKは別の単位
 キロワット  kW  KW  キロは小文字のk、大文字のKは別の単位
 キロカロリー  kcal   Kcal  キロは小文字のk、大文字のKは別の単位
 アワー(時間)   h  H  アワーは小文字のh、大文字のHは別の単位
 メートル  m  M  メートルは小文字のm、大文字のMは別の記号
 ミリメートル  mm  m/m   mを斜め上下に並べて1文字の大きさで表した名残り 
  ISOおよびJISによれば、単位記号は例外を除き、全て小文字となっている。
ただし、人名に由来する単位は大文字となっている。
  例えば、H(ヘンリー)、Hz(ヘルツ)、K(ケルビン)、N(ニュートン)、Pa(パスカル)、V(ボルト)およびW(ワット)などは人名。
 例外もあるが、単位が大文字となっていれば、人名と考えてよい。例外としては、
例えばM(メガ)はm(ミリおよびメートル)と区別するため大文字となっている。
 トルクの単位 Nm(ニュートン・メートル)および電力量の単位 kWh(キロ・ワット・アワー)がなぜ大文字と小文字の組み合わせになっているか分かる。
  より具体的に分かるよう、道路標識、町中の表示、テレビの字幕およびホームページなどで見られる計量単位の正誤例を表1に示す。
人名以外は全て小文字という原則が分かれば、なぜ適切でないか理解できる。
 

  正しいカタログを見ると、質量という用語が使われている。質量は物質の量を表し、場所によって不変の量。一方、重量や重さは、質量に働く引力を表しているので場所によって変わる。月面の引力は地上の1/6程度なので、重量も1/6程度と軽くなる。しかし、質量は変わらない。地上の引力(具体的には、重力加速度)は、国によってほんの少し異なるので、重量もほんの少し異なるが、質量は変わらない。一般に引力は海上で小さく、山上で大きい。
  質量の単位はg(グラム)またはその千倍のkgであるのに対し、重量および荷重の単位はN(ニュートン)またはその千倍のkN。   無重力空間では重力加速度はゼロのため、重量もゼロになるが質量は存在する。重力加速度(引力による加速度)によって変わる重量を使うより、重力加速度に左右されない質量を使うことが望ましい。 カタログに重量とあって、その単位がkgとなっていれば、それは重量ではなく質量を表していると考えられる。
引力
  計算器  
 物体質量   地球の引力 
  kg    N 
  工場などで使われている分銅式のはかりは、質量の分かった分銅と釣り合わせることにより、質量を測っている。一方、バネ式や加重センサー式のはかりは、重量を測定している。ただし、目盛は標準の重力加速度によって、kgに換算されている。重量と質量のあいだには、次の関係がある。
重量(引力) = 質量  重力加速度
 

  商取引において、インチ(inch)という単位(非法定計量単位)の使用は計量法(第8条)が禁じているので、カタログなどでは型で代用するのが慣例となっている。
例えば、27インチのタイヤは27型と呼ぶ。 パソコンやテレビの画面の大きさは、その対角線の長さをインチで表すが、インチが使えないので型で表現している。例えば15インチの画面は15型と呼ぶ。

 「計量法 第8条
   第3条から第5条までに規定する計量単位(以下「法定計量単位」という)以外の計量単位(以下「非法定計量単位」という)は、第2条第1項第1号に掲げる物象の状態の量について、取引又は証明に用いてはならない。
 
  圧力単位の換算

  圧力単位の換算表を、表2に示す。換算したい単位がとなっている行を見ます。
  例えば、70 psi を kPa に換算したい場合は、 psiがとなっている行(下から2番下の行)及びその行にあるkPaの値を見ると
1 psi = 6.895 kPaと分かる。
  従って、70 psi = 70 x 6.895 kPa = 483 kPa
  同表において、気圧の単位は、atm としてある。bar はバール。   圧力の単位は、地域的および歴史的などのいきさつで多種あるが、現在はPa(パスカル)を基本とした、hPa(ヘクトパスカル)、kPa(キロパスカル)又はMPa(メガパスカル)などを使うことになっている。 パスカル以外の圧力単位は、製造者の理解が進むにつれて、いずれ商品から姿を消すと思われる。
  ヘクト[h]、キロ[k]およびメガ[M]などの接頭語の意味は表12に示す。
表2  圧力単位の換算
atm kPa MPa bar kgf/cm² psi cmHg
 101.325   0.101325   1.01325  1.03323  14.7   76.0 
 0.009869  0.001 0.01  0.010197   0.145   0.75006 
 9.869    1000   10 10.2 145 750.06
 0.9869  100 0.1 1.02 14.5 75.006
 0.9678  98.1 0.0981 0.981 14.2 73.558
 0.06805   6.895   0.00689   0.06895   0.0703  5.1715
 0.0136   1.33322   0.001333   0.01333   0.0136  0.19343
掛算 計算器
   x   =    
 
  長さ、距離の換算

  長さ(距離)単位の換算表を、表3に示す。
換算したい単位がとなっている行を見ます。
例えば、50 mile を km に換算したい場合は、
mileがとなっている行(一番下の行)を見て、
1 mile = 1.60934 kmと分かる。
  従って 50 mile = 50 x 1.60934 = 80.5 km
表3  長さ・距離の換算
km in ft yd mile
0.001  39.37   3.28084   1.09361   0.000621368 
1000 39370 3280.84 1093.61 0.621368
 0.0254   0.0000254  0.08333 0.02778 0.000015784
0.3048 0.0003048 12 0.33333 0.000189391
0.9144 0.0009144 36 0.000568181
 1609.34  1.60934 63360 5280 1760
in:inch(インチ) 、 ft:feet(フィート) 、 yd:yard(ヤード)
 
  質量の換算

  質量単位の換算表を、表4に示す。
換算したい単位がとなっている行を見ます。
例えば、40 lb を kg に換算したい場合は、
 lbがとなっている行(下から2番目の行)を見て、
1 lb  =  0.453592 kgと分かる。
  従って 40 lbs  = 40 x 0.453592 = 18.14 kg
  (注: lbsはlbの複数形)
  参考: 1円硬貨の質量は約1g
表4  質量の換算
kg lb oz
0.001 0.000001  0.00220462  0.035274
1,000 0.001 2.20462 35.27392
 1,000,000  1,000 2,204.62  35273.92 
453.592 0.453592 0.000453592 16
28.3495  0.0283495   0.0000283495  0.0652
t:ton(トン) 、 lb:pound(ポンド) 、 oz:ounce(オンス)
 
  力の換算

  力単位の換算表を、表5に示す。
換算したい単位がとなっている行を見ます。
例えば、10lbf をkgf に換算したい場合は、
lbf がとなっている行(下から1番目の行)を見て、
1 lbf = 0.45359kgf と分かる。
  従って、 10lbf = 10 x 0.45359
= 4.54kgf
表5  力の換算
dyn kgf lbf
  100000   0.10197 0.22481
  9.8067   980670      2.2046
  0.13826     13826     0.014098     0.031081  
4.4482 444820 0.45359
 
  速度の換算

  速度単位の換算表を、表6に示す。
換算したい単位がとなっている行を見ます。
例えば、40 km/h を m/s に換算したい場合は、
km/h がとなっている行(下から3番目の行)を見て、
1 km/h = 0.27778 m/s と分かる。
  従って、 40 km/h = 40 x 0.27778
= 11.1 m/s
[km/h]と[m/s]の関係をグラフにして右図に示す。

表6  速度の換算
m/s km/h mph kt
3.6 2.2369 1.9426
  0.27778     0.62138   0.5396
0.44704   1.6093     0.8684  
0.5148 1.8532 1.1515
mph:mile/h  、 kt:knot(ノット)
 
  エネルギー・動力の換算

  エネルギー・動力単位の換算表を、表7に示す。
HPは英馬力そしてPSは仏馬力(メートル馬力)。
表7  エネルギー・動力の換算
kW HP PS kcal/s kJ/s
1.34102 1.35962 0.23892
  0.74570     1.01387   0.178163   0.74570  
0.73550   0.98632     0.175726   0.73550
4.1897 5.6185 5.6964 4.1897
 
  トルクの換算

  トルク単位の換算表を、表8に示す。
例えば、1 lbft = 1.356 Nm
kgfは重量kgのことで、標準引力の下で1kgの質量に働く重力を表している。
lbft(ポンド・フィート)は正確にはlbfftであるが、lbftが慣用的に使われている。
1 kgf = 9.807 N
表8  トルクの換算
Nm kgfm kgfcm lbft lbin
  0.1020     10.20     0.7376     8.851  
9.807 100 7.233 86.8
  0.09807   0.010   0.07233    0.868 
1.356 0.1383 13.83 12
0.113 0.1152 11.52 0.08333
 
  面積の換算

  面積単位の換算表を、表9に示す。
換算したい単位がとなっている行を見ます。
  1 m2 = 10.7639 ft2
  1 ft2 = 0.092903 m2
表9  面積の換算
2 ft2
  10.7639  
  0.092903  
 
  容積の換算

  容積単位の換算表を、表10に示す。
換算したい単位がとなっている行を見ます。
  1 米ガロン = 3.7854 リッター
  1 英ガロン = 4.5461 リッター
表10  容積の換算
米gallon 英gallon
  0.26417     0.21997  
  3.7854     1.201  
  4.5461     0.83267  
 
  温度の換算

  半角数字で、温度を華氏[°F]の単位で入れて、[計算]を押して下さい  セ氏[°C]及び絶対温度[K]の単位に変換します。

  温度単位  
換算器

 [°F]   [°C]   [K] 
[ 換算例 ]  80°Fを換算すると  26.7°C そして 299.8 K(ケルビン)となる。
 
  明るさの換算

  半角数字で、前照灯の光度をカンデラ[cd]そして照射角を度[°]で入れて、[計算]を押して下さい  ルーメン[lm]に変換します。

  明るさ換算器  
cd → lm

 カンデラ   照射角   ルーメン 
  cd    °    lm 
[ 換算例 ]   ランプが2,400 cd(カンデラ)そして照射角20°は、  229 lm(ルーメン)となる。
照射角が大きいと広い範囲を明るくしなければならないので、明るい光源を必要とする。


  半角数字で、前照灯の明るさをルーメン[lm]、照射角を度[°]そして距離をメートル[m]で入れて、[計算]を押して下さい  ルクス[lx]に変換します。

  明るさ換算器  
lm → lx

 ルーメン   照射角   距離   ルクス 
  lm    °    m    lx 
[ 換算例 ]   ランプが200 lm(ルーメン)、照射角20°そして距離5mでは、   84 lx(ルクス)となる。
照射角が大きいと広い範囲を明るくしなければならないので、明るい光源を必要とする。

  半角数字で、前照灯の明るさをルクス[lx]、照射角を度[°]そして距離をメートル[m]で入れて、[計算]を押して下さい  ルーメン[lm]に変換します。

  明るさ換算器  
lx → lm

 ルクス   照射角   距離   ルーメン 
  lx    °    m    lm 
[ 換算例 ]   照射角20°そして距離2mで、明るさがが380 lx(ルクス)のとき、   ランプは 145 lm(ルーメン)である。
 
  エネルギーの換算

          1Wh=3600J
 
  粘度の換算

表11  (絶対)粘度の換算
Pa.s cP
  10     1,000  
  0.1     100  
  0.001     0.01  
表10  動粘度の換算
2/s St cSt
  1,000     1,000,000  
  0.0001     100  
  0.000001     0.01  
  動粘度 [cSt] = 粘度 [cP]/密度 [g/cm3
St : ストーク
P : ポアズ
c : センチ (1/100)
  ストーク及びポアズは人名。
 
  単位の接頭語

  比較的よく使われる単位の接頭語を表10に示す。接頭語は単位の前に付ける。
表12  単位の接頭語
 記号  名称 大きさ
 ナノ (nano)   0.000000001  (1/1,000,000,000)   10-9 
µ  マイクロ (micro)   0.000001  (1/1,000,000)   10-6 
 ミリ (milli)  0.001  (1/1,000)  10-3 
 センチ (centi)  0.01  (1/100)  10-2 
 ヘクト (hecto) 100   102 
 キロ (kilo) 1,000   103 
 メガ (mega) 1,000,000   106 
 ギガ (giga)  1,000,000,000   109 
単位に m(ミリ)を付けると、その単位の千分の1を表す。例えば:
   mm (ミリメートル)は 千分の1メートル (1mm=0.001m)。
   mg (ミリグラム)は 千分の1グラム (1mg=0.001g)。
   ml (ミリリットル)は 千分の1リットル (1ml=0.001l)。
   mW (ミリワット)は 千分の1ワット (1mW=0.001W)。
   ms (ミリ秒)は 千分の1秒 (1ms=0.001s)。

単位に k(キロ)を付けると、その単位の千倍を表す。例えば:
   km (キロメートル)は 千メートル (1km=1,000m)。
   kg (キログラム)は 千グラム (1kg=1,000g)。
   kl (キロリットル)は 千リットル (1kl=1,000l)。
   kW (キロワット)は 千ワット (1kW=1,000W)。
   kPa (キロパスカル)は 千パスカル (1kPa=1,000Pa)。
 
  人名に由来する単位

表13  人名に由来する単位
 記号 単位名単位人名 国籍 生-没業績
 アンペア 電流の強さ Ampère  1775-1836  電磁界を発見した
 ヘンリー インダクタンス  Henry 1797-1878 電磁誘導を発見した
Hz ヘルツ 振動数 Herts 1857-1894 電磁波の存在を実証した
 ジュール エネルギー Joule 1818-1889 エネルギー保存則の理論を確立した 
 ケルビン 絶対温度 Kelvin 1824-1907 絶対温度の目盛を作った
 ニュートン  力 Newton 1643-1727 万有引力を理論づけた
 ポアズ 粘度 Poiseuille 1797-1869 物理学者、生理学者
Pa パスカル 圧力 Pascal 1623-1662 気圧計を発明した
St ストークス 動粘度 Stokesアイルランド 1819-1903 数学者、物理学者
 ボルト 電圧 Volta 1745-1827 電池を発明した
 ワット 動力 Watt 1736-1819 蒸気機関を発明した
  自転車で使われる人名に由来する単位を表11に示す。
ただし、H(ヘンリー)はh(アワー)と間違われて使われ、
K(ケルビン)はk(キロ)と間違われて使われることもある。











 
  単位の計算

  単位は数式と同じように計算することができる。
[例1]
  速度は単位時間に走る距離のこと。距離の単位は [km] そして時間の単位は [h] とすると、
速度 = 距離[km]/時間[h]、 これより 速度 = km/h
  40kmを1.5hで走ったときの速度は、
速度 = 距離/時間 = 40km/1.5h = 26.7km/h
[例2]
  ニュートンによれば、物体に力が働くと加速度が生じる。加速度[m/s2]の大きさは、力[N]に比例して質量[kg]に反比例する。式にすると、
加速度[ m/s2]= 力[N]/質量[kg]
  上式の単位を計算すると、 m/s2 = N/kg、この式を変形すると N = kgm/s2