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浮力の単位はN・kN|kgf換算・公式(F=ρgV)との関係を解説

この記事の要点

浮力の単位には、kgf、N、kNがあります。

現在はSI単位系が一般的なので、NまたはkNを使いましょう。

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浮力の単位には、kgf、N、kNがあります。

現在はSI単位系が一般的なので、NまたはkNを使いましょう。

今回は、浮力の単位、g、kgf、n、浮力の単位と公式の関係について説明します。

浮力は、液体による物を押し上げる力です。

浮力の意味は、下記が参考になります。

浮力とは?建築基礎への影響と浮き上がり検討の考え方

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浮力の単位は?

浮力の単位を下記に示します。


Kgf

N

kN


kgfは工学単位系による、浮力の単位です。現在は、工学単位系よりSI単位系を用います。よって、浮力の単位はNやkNが一般的です。1000Nが1kNなので、浮力の値が大きく、桁数が増えるときkNで表示します。


SI単位系、工学単位系の意味は下記が参考になります。

SI単位系とは|7つの基本単位と建築で使う組立単位・変換方法を解説

工学単位系とは?意味・質量・力・圧力・SI単位の違い


浮力は液体による物を押し上げる力です。例えばゴムボールのように、軽い物を水中に沈めると、浮き上がります。これは浮力の影響です。浮力の意味は、下記の記事が参考になります。

浮力とは?建築基礎への影響と浮き上がり検討の考え方

浮力の単位の種類、g、kgf、nの関係

浮力の単位の種類と、各単位の関係は下記が参考になります。

耐荷重の単位とは?kgf・N・kNの換算と実用的な目安

浮力の単位と公式の関係

浮力の単位を、浮力の公式から導きます。考えやすいよう、水の浮力を考えましょう。浮力を求める式は、下記です。


浮力=水の密度×物の体積


密度の単位をkg/cm3、体積の単位をcm3とします。上式を単位で表現すると、下記です。


kg/cm3×cm3=kg


最後にkgをSI単位系に変換するため、重力加速度9.8(≒10)をかけて、NまたはkNの形にします。


Kgをnに変換する方法は下記が参考になります。

kN(キロニュートン)をkgに換算する方法|1kN≒102kg・kgfとの関係も解説

混同しやすい用語

浮力の単位(N・kN)

浮力はSI単位系でN(ニュートン)またはkN(キロニュートン)で表します。

工学単位系ではkgfを使いますが、SI単位系では重力加速度(9.8m/s2)を掛けてN単位に変換する必要があります。

比重量(ひじゅうりょう)・密度の単位

浮力の計算式(F=単位体積重量×体積)では比重量(kN/m3)を使います。

密度(kg/m3)を使って計算すると質量になり、重力加速度を掛けて初めて力(N)になる点を混同しないよう注意します。

水圧(すいあつ)

水の重さによって物体の側面や底面に働く圧力で、Pa(パスカル)やkN/m2で表します。

浮力は全体的な押し上げ力、水圧は単位面積当たりの力であり、概念が異なります。

試験での問われ方|管理人の一言

浮力の単位は?に関する問題は建築士試験の構造分野で出題されます。

定義と計算の両面から理解しておきましょう。

浮力の単位は?の定義・適用条件・計算式は建築士試験の構造分野で出題される基本事項です。

用語の定義を正確に理解したうえで、関連する規準・法令との関係を整理することが大切です。

浮力の単位を整理した表を示します。

項目内容備考
kgf(工学単位)工学単位系による浮力の単位現在は非推奨
N(ニュートン)SI単位系の基本単位1kN=1000N
kN(キロニュートン)SI単位系・浮力が大きい場合に使用構造計算で一般的

まとめ

今回は浮力の単位について説明しました。意味が理解頂けたと思います。浮力の単位だけでなく浮力の意味、浮力の公式と単位の関係を理解しましょう。また、工学単位系とSI単位系の違いも併せて勉強しましょう。下記が参考になります。

浮力とは?建築基礎への影響と浮き上がり検討の考え方

工学単位系とは?意味・質量・力・圧力・SI単位の違い

SI単位系とは|7つの基本単位と建築で使う組立単位・変換方法を解説

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意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。

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ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

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