単位長さあたりの力の単位 の意味|基本単位で表すと
答えが単位長さあたりの力なら、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。
- 単位長さあたりの力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 になるのか
単位長さあたりの力とは? 言葉で意味をつかむ
単位長さあたりの力とは 長さ 1 m あたりに働く力。
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。
言葉の通りに単位を並べるだけで、 が出てきました。
基本単位までたどる
言葉の式に出てきた量も、さらに言葉の式で分解できます。速度 → 加速度 → 力 → 単位長さあたりの力 の順にたどると、すべて基本単位(m・kg・s・A・K・mol・cd)だけで表せます。
前提:速度・加速度・力の単位(知っていれば飛ばしてOK)
よくある間違い:同じ単位でも別の量
次の量は 単位長さあたりの力 と次元 [M T⁻²] が同じです。単位が一致しても意味が違うことがあるので、検算のときは「何を表す量か」も確かめましょう。
単位長さあたりの力が出てくる公式
- 単位長さあたりの力とは、長さ 1 m あたりに働く力。
- 言葉の式 単位長さあたりの力 = 働く力 ÷ その部分の長さ を単位に置き換えると 。
- 基本単位だけで書くと 。
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単位長さあたりの力は「働く力 ÷ その部分の長さ」で求められます。「働く力」[]、「その部分の長さ」[] のとき、単位長さあたりの力の単位はどれ?
答えと解説
正解:A
かける量(働く力)の単位が分子、割る量(その部分の長さ)の単位が分母に来ます。まとめると 。
問2平行電流の間に働く力(長さあたり) を使います。μ₀ 「透磁率」[]、I₁ 「電流」[]、I₂ 「電流」[]、d 「長さ」[] のとき、単位長さあたりの力 f の単位はどれ?
答えと解説
正解:D
式を f 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単位長さあたりの力 = 働く力 ÷ その部分の長さ です。「単位長さあたりの力」[]、「その部分の長さ」[] のとき、「働く力」の単位はどれ?
答えと解説
正解:A
言葉の式を「働く力」について解き直すと「働く力 = 単位長さあたりの力 × その部分の長さ」。単位を入れると = 。