力学中学理科で出てくる
面積の単位 m² の意味を言葉から理解する
次元 [L²]
検算のポイント
答えが面積なら、右辺の単位は になっているはず。ならなければ、どこかが間違っています。
このページでわかること
- 面積を言葉でどう言い表すか
- その言葉を単位に置き換えると、なぜ m² になるのか
- m² のいろいろな書き方と、その根拠になる公式
面積とは? 言葉で意味をつかむ
面積とは 平面の広がり。
言葉の式
面積 = 縦の長さ × 横の長さ
言葉の式に出てくるそれぞれの言葉は、すでに単位がわかっている量です。言葉を単位に置き換えてみましょう。
[面積]
言葉の通りに単位を並べるだけで、 が出てきました。
m² の別の書き方
同じ量でも、使う公式によって単位の見え方が変わります。どれも基本単位にすると一致します。
面積が出てくる公式
- 立体角(ステラジアン)の定義:
- 面積と長さ:
- 圧力の定義:
- ニュートンの粘性法則:
- 熱伝導(フーリエの法則):
- シュテファン=ボルツマンの法則:
- 平行板コンデンサーの静電容量:
- 磁束:
- 抵抗率:
- 電流密度:
- 強度:
- 照度:
- 面電荷密度の定義:
- 長いソレノイドの自己インダクタンス:
- 磁気モーメントの定義:
- 面密度の定義:
- ヤング率(フックの法則の一般形):
- 粒子の流束の定義:
- 連続の式(体積流量):
まとめ
- 面積とは、平面の広がり。
- 言葉の式 面積 = 縦の長さ × 横の長さ を単位に置き換えると m²。
練習問題:分子と分母を見きわめる
問題文には単位が書いてあります。計算はしなくてかまいません。どの単位が分子(上)に、どの単位が分母(下)に来るかだけを考えて選んでください。
問1面積は「縦の長さ × 横の長さ」で求められます。「縦の長さ」[]、「横の長さ」[] のとき、面積の単位はどれ?
答えと解説
正解:A
かける量(縦の長さ・横の長さ)の単位が分子、分母に来る単位はありません。まとめると 。
問2立体角(ステラジアン)の定義 を使います。Ω 「立体角」[]、r 「長さ」[] のとき、面積 S の単位はどれ?
答えと解説
正解:D
式を S について解くと 。分子・分母にそれぞれの単位を入れると = 。
問3面積 = 縦の長さ × 横の長さ です。「面積」[]、「横の長さ」[] のとき、「縦の長さ」の単位はどれ?
答えと解説
正解:B
言葉の式を「縦の長さ」について解き直すと「縦の長さ = 面積 ÷ 横の長さ」。単位を入れると = 。