단위계의 정리

1. 단위

1) 단위(Unit)와 단위계

① 단위 : 물리적인 양을 측정하기 위해 수치로 표현한 것
② 단위계 : 여러 개의 기본 단위로부터 다른 양의 단위를 유도하여 계통의 단위 모임을 만든 것.

2) 절대 단위(MLT)

① 단위를 표현하기 위한 기본 단위 : 질량(mass), 길이(length), 시간(time)
② 단위의 크기를 표현하기 위한 기본 단위(유도단위) : 힘(force)
③ 종류

단위계	기본단위			표현단위 F = m · a
	질량	길이	시간
CGS 단위계	g	cm	sec	1dyne = 1g x 1cm/s^2 = 10^-5 N
MKS 단위계(SI 단위계)	kg	m	sec	1 N = 1kg x 1m/s^2 = 10^5 dyne

3) 국제단위(SI)

① 힘 단위표현 : MKS 단위계를 사용
② 압력단위 표현

③ 기본 측정단위(7가지)

• 길이 : 미터(m)
• 시간 : 초(sec)
• 온도 : 켈빈(K)
• 물질량 : 몰(mol)
• 질량 : 킬로그램(kg)
• 전류 : 암페어(A)
• 광도 : 칸델라(cd)

④ 보조단위(2가지) - 무차원 단위

양	명칭	기호
평면각 입체각	라디안 스테라디안	rad sr

 

4) 중력 단위계

단위의 크기를 표현하기 위해 힘(F)의 단위를 질량대신 중량으로 표현한 단위계

 

2. 힘과 일

1) 힘

① 정의 : 가속 운동을 하고 있는 물체는 힘을 가진다.F = m·a (뉴턴의 제 2법칙)

단위계	단위
MKS 단위계(SI 단위계)	1N = 1kg x 1m/s^2
CGS 단위계	1dyne = 1g x 1cm/s^2
중력 단위계(공학 단위계)	1kgf = 1kg x 9.8 m/s = 9.8N

 

② 힘의 구성 3요소 : 크기, 방향, 작용점

 

③ 힘의 종류

힘의 종류	특성
스칼라(scarlar)량	크기로만 표시되는 힘으로 방향성이 없다. 예) 질량, 체적, 온도, 시간, 부피, 길이 등
벡터(vector)량	크기와 방향을 가진 힘 예) 속도, 변위, 가속도, 힘, 운동량 등

 

④ 힘의 합성

⑤ 뉴턴의 법칙

뉴턴의 법칙	명칭	운동 특성
제 1법칙	관성의 법칙	정지 또는 운동하고 있는 물체는 외력을 받지 않는 한 계속 정지하거나 운동하려고 하는 성질을 갖는다.
제 2법칙	가속도의 법칙	물체에 힘을 가하면 힘의 방향과 동일한 방향의 가속도가 발생한다.
제 3법칙	작용, 반작용의 법칙	물체 A가 물체 B에 힘을 가할 때 A는 B로부터 크기가 같고 방향이 반대인 힘을 받는다. 이때, 한쪽의 힘을 작용, 다른 쪽의 힘을 반작용이라 한다.

 

2) 일

① 정의 : 물체에 힘을 가했을 때, 그 물체가 이동한 거리와 작용한 힘(물체운동방향 성분)의 크기의 곱

② 단위 : 1J = 1N x 1m = 10^5 dyne x 10^2 cm

③ 열역학 제 1법칙(에너지 보존의 법칙) : 열은 일로 변화가 가능하다.

④ 일과 열의 변화

1 kcal = 427 kgf·m, 1 cal = 4.187J

 

3) 동력

① 정의 : 물체가 힘을 받아 단위 시간당 행한 일

② 동력의 표시

가). 마력

나). kW

공학 단위(중력 단위)	SI 단위

1 ps = 0.735 kW

4) 속도

① 정의 : 시간에 따른 물체의 위치 변화량
② 원형 단면의 속도