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無次元数とは?1分でわかる意味、単位、種類、無次元量との違い

無次元数とは、単位の無い数のことです。厳密には次元のない数ですが、工学では単位のない数と考えても、実用上支障無いです。今回は、無次元数の意味、単位、種類、無次元量との違いについて説明します。


無次元数には比重、摩擦係数などがあります。工学では物理的な現象を捉えるため、無次元数を扱うことも多いです。比重、摩擦係数は下記が参考になります。

比重の単位は?1分でわかる意味、単位換算、密度の計算、Lとの関係

すべり係数とは?すべり係数と摩擦係数の違い、すべり耐力とすべり試験

無次元数とは?

無次元数とは、単位のない数です。例えば比重があります。比重とは、ある材料の密度を水の密度で除した値です。比重の式を下記に示します。


比重=物の密度(g/cm3)÷水の密度(1.0g/cm3)


単位に注目してください。比重は、同じ物理量を割るので単位が無くなります。


1g/cm3÷1g/cm3=1


これが無次元数です。もっと身近な例でいうと、比率(割合)は無次元数です。例えば大学の学生数が1115人いて、そのうち女性が345人、男性が770人だとします。男女の比率を計算すると、


男性 770/1115=0.69

女性 345/1115=0.31


です。上記は、数の単位である「人」同士で割るので、単位が無くなります。


無次元数の良い点は、ある現象などを定性的に把握できることです。前述した比率の問題では、男女の学生数を聞くよりも「比率」の方が、「どちらの学生数が多いのか」イメージがつきやすいです。

無次元数の種類

前述した「現象を定性的に把握できる」ことから、工学では無次元数を使うことが多いです。建築で使う無次元数の種類を下記に示します(一例です)。


比重

比率や割合

ひずみ

摩擦係数

ポアソン比


ひずみ、ポアソン比の意味は、下記が参考になります。

ひずみとは?1分でわかる意味、公式、単位、計算法、測定法、応力

ポアソン比の基礎知識、縦弾性係数との関係

無次元数と無次元量の違い

無次元数と無次元量は同じ意味です。無名数ともいいます。

無次元数の読み方

無次元数などの読み方を下記に示します。


無次元数 ⇒ むじげんすう

無次元量 ⇒ むじげんりょう

無名数 ⇒ むめいすう

まとめ

今回は無次元数について説明しました。意味が理解頂けたと思います。無次元数は、単位のない数です。例として、比重や比率があります。工学では無次元数をよく使います。無次元数の意味をぜひ覚えてくださいね。建築で使う無次元数である、「ひずみ」「比重」なども理解しましょう。下記が参考になります。

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