HOME 初めての方へ テキストで学ぶ eラーニングで学ぶ セミナーで学ぶ

機械設計エンジニアの基礎知識 | 設計・3DCAD・製図・金型等


SI単位系

材料力学を理解するためには、単位について知る必要があります。

 

私達が日常に良く使う単位として、メートル・キロ・秒などがあります。単位には、さまざまなものが存在しますが、機械設計では 「工学単位系」 と 「SI単位系」 の2つの単位系についての理解が必要です。

 

単位系の「系」とは関連をなすもので、日本では、長い間 「工学単位系」 が使われていました。1992年に計量法改正があり、日本でも順次、国際単位系であるSI単位系に移行されています。

 

実際の設計現場では、この2つの単位系が混合され使われることが多いので、その違いをしっかりと理解しておきましょう。

 

以下に工学単位系とSI単位系の比較表を示します。右のSI単位系が標準的に使われている単位系です。

 

 

工学単位系

SI単位系

質量 kgf・s2/m kg
重量 kgf
kgf N
圧力 kgf/m2 Pa
密度 kgf・s2/m4 kg/m3
モーメント kgf・m N・m

 

質量と重量と力の違い

 

質量は物質そのものが保有する量のことです。

 

砂糖 1g 、水 1kg など物質そのものが保有する量のことを質量といいます。

 

重量は物質に働く重力の大きさのことです。

 

地球には重力(引力)が働いています。月にも引力が働いていますが、地球の1/6の力です。

 

従って、
・地球上では
 水1kg の質量は 1kg 、 重量は 1kgf

 

・月では
 水1kg の質量は 1kg 、 重量は 1/6kgf

 

質量は物質そのものが保有する量なので、地球でも月でも同じ値ですが、
重量は、その物質にはたらく重力の大きさですので地球で60kgfの体重の人は月では10kgfになるのです。

 

力の単位

 

次に設計でよく使われる力の単位はkgf(キログラム重)とN(ニュートン)です。この2つの単位はよく使いますので必ず理解しておきましょう。

 

近年の設計ではしばしばN(ニュートン)が力の単位として使われます。N(ニュートン)という単位は日常的にあまり使うことがありませんので、例えば、「この機械には1000N(ニュートン)の力がかかります」と言われてもその大きさが直感的に理解できないかもしれません。

 

そのようなときに、Nからkgfへの単位を換算して考えます。単位換算する場合は、「1kgf=9.8N」です。
つまり、1000Nの場合、約100kgfとなります。簡易的には1000Nのゼロを1つ削除して考えます。

 

(参考)
運動方程式より (力)=(質量)×(加速度)で表されます。F = ma です。理系出身の人は高校物理で学んでいる公式です。質量1kgの物体には、重力9.8m/s2 の重力加速度が生じます。
従って、力Fは F = 1kg × 9.8 m/s2 となります。
1ニュートンは、1kgの質量をもつ物体に1メートル毎秒毎秒 (m/s2) の加速度を生じさせる力と定義されています。よって、1kgの物体に働く重力は9.8Nとなります。 1kgf = 9.8N で単位換算ができます。

 

Eラーニング(動画)で材料力学を学習する
⇒ 強度設計入門講座


航空機エンジニアから強度計算書の作成方法をセミナーで学習する
⇒ 強度計算書作成セミナー(東京・大阪・名古屋)で定期開催中


 

 

『無料PDFテキスト』 のダウンロードは今すぐこちらから

機械設計の基礎知識を幅広く学べる 『eラーニング教材』 は今すぐこちらから




無料会員向けテキスト


関連記事

カテゴリーメニュー



スポンサード リンク