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基本単位とは?SI基本単位7種の意味と組立単位との違い

この記事の要点

構造計算で単位の換算ミスをしたことがある人は少なくないはずだ。kN・kN/m²・kN/m³が混在する計算式で、「どの量に何の単位が付いているか」を把握するには、SI基本単位の体系を理解しておくと混乱しにくい。

SI基本単位は7種類で、長さ・質量・時間・電流・温度・物質量・光度がそれぞれ対応する。構造計算でよく使うN・Pa・Jはすべて組立単位であり、基本単位の積や商で表せる。

基本単位同士を組み合わせれば、全ての単位を表すことができます。

この記事では、基本単位とは何か、組立単位とどう違うのか、SI基本単位の一覧を整理します。

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基本単位(きほんたんい)とは、様々な単位を表すために必要な(必要最小限な)基本の単位です。

基本単位同士を組み合わせれば、全ての単位を表すことができます。

基本単位を組み立ててつくる単位を組立単位(くみたてたんい)といいます。

単位系で基本単位は異なり、現在主流のSI単位系では、「長さ・質量・時間・電流・温度・物理量・光度」の7つを基本量とし単位が定められています。

昔、日本で用いられていた重力単位系では「長さ・質量・時間」が基本量です。


今回は基本単位の意味、組立単位との違い、基本単位の一覧、圧力の単位について説明します。SI単位系、重力単位系(工学単位系)の詳細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

重力単位系とは?意味・読み方とSI単位系への変換・建築での圧力・密度の単位

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基本単位とは?

基本単位(きほんたんい)とは、様々な単位を表すために必要な基本の単位です。

よって基本単位は「必要最小限」しかありません。

基本単位を組み合わせれば、その他の全ての単位が表せます。

基本単位を組み立ててつくる単位を「組立単位(くみたてたんい)」といいます。


後述しますが、SI基本単位では7つの基本量(物理量)と、それに対応する基本単位があります。なお重力単位系では3つの基本量、基本単位を用います。SI単位系、重力単位系の詳細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

重力単位系とは?意味・読み方とSI単位系への変換・建築での圧力・密度の単位

基本単位と組立単位の違い

基本単位と組立単位の違いを下記に示します。


基本単位 ⇒ 様々な単位を表すために必要な基本の単位。

必要最小限の数しかない。

現在主流のSI単位系では7つの基本単位がある。

組立単位 ⇒ 基本単位を組み合わせてつくる単位。

例えば面積の単位は長さの単位を組み合わせてつくる。

m×m=㎡など。


※組立単位は下記も参考になります。

組立単位とは?SI基本単位7つとの違い・覚え方・具体例を解説

基本単位の一覧

SI単位系の基本単位を下記に示します。


長さ ⇒ m

質量 ⇒ kg

時間 ⇒ s(びょう)

電流 ⇒ A(あんぺあ)

温度 ⇒ K(けるびん)

光度 ⇒ cd(かんでら)

物質量 ⇒ mol(もる)

基本単位と圧力の単位

基本単位を組みわせてつくる単位に「力」「圧力」の単位があります。SI単位系では力の単位をN(にゅーとん)で表します。Nは下記のように組み合わせた単位です。


力(N)=質量(kg)×重力加速度(m/s2)


圧力は力を面積で割ったものです。単位はN/㎡またはPa(ぱすかる)で表します。圧力も組立単位の1つです。圧力の意味、単位の詳細は下記が参考になります。

圧力と面積の関係とは?荷重の計算式(圧力=荷重÷面積)とPaの単位

圧力の単位は?1分でわかる意味、単位、パスカル、kg/cm2との関係

混同しやすい用語

基本単位

様々な単位をつくるために必要な最小限の単位です。

SI単位系では7つ(長さ・質量・時間など)が定められています。

組立単位

基本単位を組み合わせてつくる単位です。

力(N)や圧力(Pa)などが代表例で、基本単位とは区別されます。

SI単位系と重力単位系

SI単位系は現在の標準で7つの基本量を持ちます。

重力単位系(工学単位系)は旧来の単位系で基本量が3つです。

基本単位を整理した表を示します。

項目内容備考
基本単位の意味様々な単位を表すための必要最小限の単位SI単位系では7種類
組立単位との違い基本単位を組み合わせてつくる単位例:力(N)、圧力(Pa)
代表的な基本単位長さ(m)・質量(kg)・時間(s)建築構造で主に使う物理量

まとめ

今回は基本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。

基本単位とは、様々な単位をつくるために必要な基本の単位です。

よって、基本単位は必要最小限の数しかありません。

建築の構造で使う物理量は、長さ、質量、時間です。

この基本量に対応する単位をよく使います。

SI単位、工学単位の違いも理解しましょう。

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

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理解度チェック

Q.

基本単位とは何で、組立単位とどう違いますか?

答えを見る

基本単位は、様々な単位を表すために必要な(必要最小限の)基本の単位です。基本単位同士を組み合わせれば全ての単位を表せます。基本単位を組み立ててつくる単位を組立単位といい、構造計算でよく使うN・Pa・Jはすべて組立単位です。

Q.

SI単位系の7つの基本単位は?

答えを見る

SI単位系では、長さ・質量・時間・電流・温度・物質量・光度の7つを基本量とし単位が定められています。なお昔、日本で用いられていた重力単位系では「長さ・質量・時間」が基本量でした。

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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